一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法，首先构建基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统几何模型，获取主动角位移机构与从动角位移机构的结构参数，其次，根据主动角位移机构与从动角位移机构的斜边长度变化量构建待优化函数关系式，所述待优化函数关系式内包括步骤一所述的主动件结构参数m以及从动件结构参数n两个待优化的参数，同时，给出所述主动角位移机构与从动角位移机构的摇臂摆动时角度变化的目标函数关系式；最后，通过优化函数使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合，计算所述待优化参数m与n。提高了对基于软轴推拉反馈钢索的位移信号反馈系统中运动规律获取的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机位移信号反馈系统设计领域，具体涉及一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法。
技术介绍
航空发动机控制系统中广泛的应用基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统。通过软轴推拉反馈钢索构成的“角位移－线位移－角位移”位移信号反馈系统实现运动关系的传递，例如航空发动机α1、α2控制规律都是基于以上系统实现的。目前，基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统的运动关系是通过实验描点获得的。由于通过实验获得的数据点数量的有限性以及测量结果的不确定性，使得设计人员难以准确的掌握反馈系统运动规律。同时由于没有对基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统的设计和优化手段，给对基于软轴推拉反馈系统的设计和现场工人的调试和安装造成了困难。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法，针对目前航空发动机在获取基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统的运动关系曲线时，主要采用实验描点的方式来获得，并且缺少对位移信号反馈系统的有效设计手段的现状。通过本设计方法可以得到基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统运动关系曲线的准确数值表达式。并且提出一种对位移信号反馈系统中特定结构参数的优化方案，实现对反馈系统运动关系曲线的正向设计。本专利技术对软轴推拉钢索的运动关系的传递特点进行总结提炼，通过模型的构建，采用非线性优化算法对位移信号反馈系统进行设计。具体步骤如下：步骤一、构建基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统几何模型，获取主动角位移机构与从动角位移机构的结构参数，其中，在所述结构参数中，所述主动角位移机构的主动件结构参数m,以及所述从动角位移机构的从动件结构参数n为待优化参数；步骤二、根据主动角位移机构与从动角位移机构的斜边长度变化量构建待优化函数关系式，所述待优化函数关系式内包括步骤一所述的主动件结构参数m以及从动件结构参数n；步骤三、给定所述主动角位移机构与从动角位移机构的摇臂摆动时角度变化的目标函数关系式；步骤四、使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合，计算所述待优化参数m与n。优选的是，所述目标函数关系式包括一次函数或二次函数。在上述方案中优选的是，使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合时包括采用如下优化函数：F(m,n)=min∫0B2(y1-y2)2]]>其中，所述待优化函数关系式或目标函数关系式中的自变量变化范围为0～B2，所述y1与y2分别为所述待优化函数关系式与目标函数关系式中同一自变量条件下的因变量值。在上述方案中优选的是，所述主动角位移机构的主动件结构参数包括摇臂与水平线的初始角度,所述从动角位移机构的从动件结构参数为摇臂长度。本专利技术通过对现有技术中的反馈系统进行了函数优化，从而反向设计软轴推拉钢索的结构参数，解决了原实验描点方式下的曲线不规则的缺陷，提高了对基于软轴推拉反馈钢索的位移信号反馈系统中运动规律获取的准确度。减少了该套反馈系统的安装调试50％的工作时间。附图说明图1为按照本专利技术基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法的一优选实施例的流程图。图2为图1所示实施例的软轴推拉钢索结构示意图。图3为图1所示实施例的函数优化示意图。其中，1为主动角位移机构，2为从动角位移机构，3为钢索。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法，针对目前航空发动机在获取基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统的运动关系曲线时，主要采用实验描点的方式来获得，并且缺少对位移信号反馈系统的有效设计手段的现状。通过本设计方法可以得到基于软轴推拉钢索的位移信号反馈系统运动关系曲线的准确数值表达式。并且提出一种对位移信号反馈系统中特定结构参数的优化方案，实现对反馈系统运动关系曲线的正向设计。本专利技术对软轴推拉钢索的运动关系的传递特点进行总结提炼，通过模型的构建，采用非线性优化算法对位移信号反馈系统进行设计。如图1所示，具体步骤如下：步骤一、构建基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统几何模型，获取主动角位移机构与从动角位移机构的结构参数，其中，在所述结构参数中，所述主动角位移机构的主动件结构参数m,以及所述从动角位移机构的从动件结构参数n为待优化参数；步骤二、根据主动角位移机构与从动角位移机构的斜边长度变化量构建待优化函数关系式，所述待优化函数关系式内包括步骤一所述的主动件结构参数m以及从动件结构参数n；步骤三、给定所述主动角位移机构与从动角位移机构的摇臂摆动时角度变化的目标函数关系式；步骤四、使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合，计算所述待优化参数m与n。本专利技术中，所述目标函数关系式包括一次函数或二次函数。本实施例以一次函数为例，进行说明，见附图3中的曲线F2。本实施例中，使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合时包括采用如下优化函数：F(m,n)=min∫0B2(y1-y2)2]]>其中，所述待优化函数关系式或目标函数关系式中的自变量变化范围为0～B2，所述y1与y2分别为所述待优化函数关系式与目标函数关系式中同一自变量条件下的因变量值。本实施例以构建发动机α2位移信号反馈系统的几何模型为例，进行说明，其中主泵调节器部分和作动筒部分的机构通过软轴推拉钢索连接，如图2所示，1为主动角位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法，所述角位移信号反馈系统包括主动角位移机构以及从动角位移机构，所述主动角位移机构与所述从动角位移机构的一个斜边通过钢索连接，其特征在于，所述优化方法包括如下步骤：步骤一、构建基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统几何模型，获取主动角位移机构与从动角位移机构的结构参数，其中，在所述结构参数中，所述主动角位移机构的主动件结构参数m,以及所述从动角位移机构的从动件结构参数n为待优化参数；步骤二、根据主动角位移机构与从动角位移机构的斜边长度变化量构建待优化函数关系式，所述待优化函数关系式内包括步骤一所述的主动件结构参数m以及从动件结构参数n；步骤三、给定所述主动角位移机构与从动角位移机构的摇臂摆动时角度变化的目标函数关系式；步骤四、使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴合，计算所述待优化参数m与n。

【技术特征摘要】
1.一种基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统的优化方法，所述角位移信号反馈系
统包括主动角位移机构以及从动角位移机构，所述主动角位移机构与所述从动角位移机构
的一个斜边通过钢索连接，其特征在于，所述优化方法包括如下步骤：
步骤一、构建基于软轴推拉钢索的角位移信号反馈系统几何模型，获取主动角位移机
构与从动角位移机构的结构参数，其中，在所述结构参数中，所述主动角位移机构的主动件
结构参数m,以及所述从动角位移机构的从动件结构参数n为待优化参数；
步骤二、根据主动角位移机构与从动角位移机构的斜边长度变化量构建待优化函数关
系式，所述待优化函数关系式内包括步骤一所述的主动件结构参数m以及从动件结构参数
n；
步骤三、给定所述主动角位移机构与从动角位移机构的摇臂摆动时角度变化的目标函
数关系式；
步骤四、使所述待优化函数关系式对应的曲线与所述目标函数关系式对应的曲线贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永泉，郑伟连，金海，周伟朋，李润泽，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21