脉冲爆震发动机的三种控制方法

机器人

一、智能控制方法     智能控制是一种结合了自动控制和人工智能而形成的控制策略，将控制理论和专家在脉冲爆震发动机控制试验和理论分析中积累的经验和知识相结合，用推理的方法对发动机进行有效的控制。其优点是可以有效地降低对脉冲爆震发动机控制模型的要求，同时可以发挥专家的经验和知识；其缺点是要对发动机的工作机理做深入的研究，同时完成大量的试验，在此基础上归纳总结出发动机控制的基本原则，建立特征模型，并完成推理机的设计，这样才能实现智能控制。由于目前对智能控制理论本身的研究水平有限，还不能很好地完成对系统的稳定性等特征的分析，所以该方法的应用目前也处于尝试的阶段。     二、最优控制方法     线性二次型调节器是最优控制理论中的一个重要组成部分，它是多变量控制问题的有效解决途径。系统在满足全状态线性负反馈条件下，可以利用回路之间的相互影响来改善总的控制性能，以达到较好的匹配或者是全局最优。最优控制就是从可供选择的控制规律中寻找一个最优控制方法，使系统状态经过一定时间转移到目标集中，并且在沿此轨迹转移时，使相应的性能指标达到最优，这一性能指标可以综合对系统的各种技术要求。对于脉冲爆震发动机，当需要调节推力时，应使发动机最快地从当前频率变化到给定频率，同时，要控制系统的供油、供气，使得系统按照指定的性能指标最优地从一个控制状态转移到另一个控制状态。     三、自适应控制方法     性能寻优控制是一种一模型为基础的自适应控制算法，其目的是通过实时修正飞行测量参数来调整控制规律，优化发动机的性能。这种算法包括一条修正推进模型的路径和一条对模型预估性能进行优化的路径。使用卡尔曼滤波器对非标准发动机按实时状态进行修正，以使模型更贴切地反映发动机的性能。这种控制方法需要对脉冲爆震发动机的控制模型有较为准确的认识，对发动机状态转移的过程有清晰的了解。在控制中，由于计算机要连续地进行实时在线检测与识别，而且该检测与识别的运算必须在一个发动机节律内完成，所以运算量大，要求的运算速度要快。