【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于飛行器控制，特別涉及一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法。
技術介紹
1、傳統直升機飛行控制與發動機控制采用獨立的設計方法，直升機飛行控制以恒定的旋翼轉速為設計前提，發動機控制以恒轉速輸出為基準目標。一方面，在各子系統設計時，為了保證飛行安全需預留一定的性能調整空間；另一方面，由于采用恒定旋翼轉速的控制方法，飛行控制系統將旋翼速度變化視為干擾，發動機控制系統將負載扭矩變化視為干擾。在所有飛行狀態下，發動機均采用恒定的輸出轉速和控制模式。從機動性、經濟性等不同視角考慮，直升機在低速機動飛行和巡航飛行對發動機的工作特性要求是不同的。如直升機低速機動飛行，要求發動機具有更好的加減速特性；而巡航狀態下，較低的燃油消耗可以帶來更佳的直升機航程。而固定的控制模式，無法兼顧直升機不同飛行狀態下的全局性能最優。
技術實現思路
1、專利技術目的：新一代直升機的對動力系統提出了更高要求，尤其未來直升機多場景、高機動、高速度、遠航程的使用需求，從直升機飛行狀態出發，根據不同飛行狀態和科目決策發動機最佳控制模式，可以進一步挖掘渦軸發動機性能，提升飛行性能和飛行品質，盡可能實現直升機全飛行包線內的性能最優?；陲w行科目的直升機發動機工作模式決策，也是全面實現直升機/發動機綜合控制的重要環節。
2、本專利技術提供一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法，根據直升機飛行狀態識別飛行科目，根據飛行科目匹配不同的發動機控制模式，得到滿足直升機不同飛行狀態下的最佳性能需求。其
3、技術方案
4、一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法，包括以下步驟：
5、s1：根據直升機典型任務場景、飛行科目特點及飛行品質要求，確定直升機常用典型飛行科目；
6、s2：基于每個飛行科目的飛行參數特征，形成飛行科目特征參數集，確定飛行科目模糊表示及劃分；
7、s3：考慮每個飛行科目下的發動機控制需求，形成發動機工作模式庫；
8、s4：建立發動機工作模式決策規則，形成模式決策專家庫；
9、s5：根據直升機飛行參數和功率需求變化情況，識別飛行科目，并利用模式決策專家庫，得到發動機工作模式；
10、s6：將得到不同飛行科目下的發動機工作模式，作為發動機控制輸入，開展發動機控制。
11、進一步，s1中，典型飛行科目包括：懸停、瞬態轉彎、俯沖拉起、加速沖刺，以及不同速度點的穩定平飛。
12、進一步，s2中，飛行科目特征參數集包括以下參數：功率需求pre、飛行速度v、飛行高度hp、航向角φ、飛行重量w、旋翼轉速nr、旋翼槳距clp和尾槳槳距cla。
13、進一步，s3中，根據發動機的工作場景確定三個典型的控制模式：模式一，增強機動模式，模式二，最小油耗模式，模式三，最小渦輪溫度模式；
14、根據發動機的轉速確定三個轉速輸出模式：模式四，105％輸出轉速模式、模式五，100％輸出轉速模式、模式六，95％輸出轉速模式。
15、進一步，s4中，建立發動機工作模式決策規則過程如下：
16、執行瞬態轉彎、俯沖拉起、減速進場、加速沖刺飛行科目，發動機采用增強機動模式；執行穩定平飛飛行科目，發動機采用最小油耗模式；執行懸停科目，發動機采用最小渦輪溫度模式；
17、執行小重量、大速度、低高度巡航飛行科目，發動機采用95％輸出轉速模式；執行中等重量、中等速度、中等高度巡航飛行科目，發動機采用100％輸出轉速模式；執行大重量、小速度、高高度巡航飛行科目，發動機采用105％轉速模式。
18、進一步，飛行科目特征參數集
19、m＝{mk|ψk}mk＝1
20、其中，m代表細分的飛行科目數量，mk和ψk分別代表第k個細分的飛行科目模型和特征參數集。
21、進一步，s4中，模式決策專家庫如下：
22、
23、進一步，s5中，飛行科目識別過程如下：
24、設m代表當前飛行動作的模型，ψ＝{θ1,θ2,···,θn}為m的特征參數集；
25、m與mk之間有n個相似元，為相似元對模型相似度的影響設置權重a＝{a1，a2，···，an}，m與mk的相似度為q＝(a,m,mk)；
26、則當前飛行動作關于飛行科目的隸屬度函數，采用如下定義：
27、
28、則在全飛行包線上，m的估計值為
29、
30、采用智能優化算法劃分m，選取ψ和設計a，滿足飛行包線劃分的一致性檢驗要求
31、
32、式中，ε為設定的小量；
33、隸屬度最大的特征參數集對應的科目為識別出的飛行科目。
34、綜上所述，本專利技術的有益效果如下：
35、本專利技術提供一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法，所述方法從直升機飛行狀態出發，根據不同飛行狀態和科目決策發動機最佳控制模式，可以進一步挖掘渦軸發動機性能，提升飛行性能和飛行品質，盡可能實現直升機全飛行包線內的性能最優。特別涉及未來直升機多場景、高機動、高速度、遠航程的使用需求，可進一步提升直升機機動性能，減小巡航油耗，增加直升機航程。
36、本專利技術基于直升機需求，從飛/發一體化綜合控制出發，提出了一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法。通過該方法可以對發動工作模式進行智能決策。該方法可作為直升機飛/發綜合控制的一個體現和內容。從綜合仿真評估可以看出，通過該方法提出的發動機工作模式決策方法可以有效的挖掘發動機潛在性能，提升直升機全飛行包線和各飛行狀態下的綜合性能。
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1.一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：S1中，典型飛行科目包括：懸停、瞬態轉彎、俯沖拉起、加速沖刺，以及不同重量、速度及高度的穩定平飛。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：S2中，飛行科目特征參數集包括以下參數：功率需求Pre、飛行速度v、飛行高度hp、航向角Φ、飛行重量W、旋翼轉速Nr、旋翼槳距clp和尾槳槳距cla。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：S3中，根據發動機的工作場景確定三個典型的控制模式：模式一，增強機動模式，模式二，最小油耗模式，模式三，最小渦輪溫度模式；
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：S4中，建立發動機工作模式決策規則過程如下：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：飛行科目特征參數集
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：S4中，模式決策專家庫如下：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：S5中，飛行科目識別過程如下：
【技術特征摘要】
1.一種基于飛行科目的直升機發動機工作模式決策方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：s1中，典型飛行科目包括：懸停、瞬態轉彎、俯沖拉起、加速沖刺，以及不同重量、速度及高度的穩定平飛。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：s2中，飛行科目特征參數集包括以下參數：功率需求pre、飛行速度v、飛行高度hp、航向角φ、飛行重量w、旋翼轉速nr、旋翼槳距clp和尾槳槳距cla。
4.根據權利要求3所述的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：諶昱，楊波，杜春雨，
申請(專利權)人：中國直升機設計研究所，
類型：發明
國別省市：
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