涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络拓扑结构优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络拓扑结构的优化方法，包括以下步骤：步骤1)、建立TBCC发动机几何模型和网格模型；步骤2)、优化星型结构智能中央节点位置；步骤3)、优化TBCC发动机总线‑星型混合拓扑结构。本发明专利技术将TBCC发动机中各智能节点的拓扑连接转化为最短距离和商旅问题优化求解问题，通过图论知识和遗传算法优化节点间的连接方式，获取节点间连接总线束最短的分布式控制系统拓扑网络。

【技术实现步骤摘要】
涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络拓扑结构优化方法
本专利技术属于航空航天组合发动机控制
，具体涉及一种涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络混合拓扑结构优化方法。
技术介绍
高超声速飞行器已成为未来飞行器的主要战略发展方向，其飞行范围十分宽广，飞行马赫数从亚声速、跨声速、超声速一直扩展到高超声速。而当今，航空涡轮发动机的飞行马赫数一般在0～3，亚燃冲压发动机飞行马赫数为2～6，超燃冲压发动机飞行马赫数大于6。可见，任意一种单一的吸气式发动机均不能满足以上要求，因此从上世纪六十年代开始，国外对组合动力展开了广泛而深入的研究。高超声速技术是当前各航天航空大国积极研发的关键技术之一，涡轮基组合循环发动机(TBCC)作为可用于高超声速飞行器的推进系统之一，其相关发展成为各国关注的焦点。根据目前TBCC组合发动机技术的发展趋势，相信TBCC组合发动机在未来的军用和民用领域会有广阔的应用前景。TBCC的控制系统依旧采用当今航空发动机的分布式控制系统。在过去的30年中，航空发动机控制系统已经从最初的机械液压式系统逐步过渡到今天的全权限数字电子控制，随着军用航空科技的竞争日趋激烈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络的混合拓扑结构优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)建立TBCC发动机几何模型和网格模型；步骤2)优化星型结构智能中央节点位置；步骤3)优化TBCC发动机总线‑星型混合拓扑结构。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络的混合拓扑结构优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)建立TBCC发动机几何模型和网格模型；步骤2)优化星型结构智能中央节点位置；步骤3)优化TBCC发动机总线-星型混合拓扑结构。2.根据权利要求1所述的涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络的混合拓扑结构优化方法，其特征在于：所述步骤1)中的具体步骤如下：步骤1.1)，建立空间3维坐标系，TBCC发动机机匣表面的曲面数学模型为其中x轴方向为发动机轴向方向，y和z轴方向均为发动机径向方向，单位为cm；基于该数学模型绘制TBCC发动机壳体几何模型。步骤1.2)，按照TBCC实际尺寸和精度要求对其几何模型划分网格，对划分的网格进行编号，其基本方法是：沿TBCC轴向每1cm取一个截面圆，每个截面圆被分为100等分；取第一个截面圆上某一点为起始点，依次用自然数进行编号；在当前截面圆的周向位置编号完成后，再对下一个周向网格进行编号，以此类推，其中每一个周向网格编号的第一位在同一轴向位置；步骤1.3)，排除不可通行区域，计算每个网格点与其相邻的网格点之间的距离，由上述结果可以得到网格的邻接矩阵M，获得TBCC几何模型；邻接矩阵M是一个稀疏矩阵，其行数和列数对应所有网格的编号；如果相邻两个网格点i和j之间相连，则将两个相邻节点间的距离赋值给稀疏矩阵M(i,j)，如果相邻两个网格点i和j之间不相连，将矩阵M(i,j)值置0。3.根据权利要求1所述的涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络的混合拓扑结构优化方法，其特征在于：所述步骤2)中的具体步骤如下：步骤2.1)，将所有节点的按照功能划分为传感器节点、执行机构节点以及智能节点，其中智能节点指部分作动系统节点集成总线控制器的功能。步骤2.2)，将传感器节点和...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘慕绚，梅满，黄金泉，李岩，戴冬红，聂聆聪，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32