TBCC分布式控制系统通信网络混合拓扑结构优化方法技术方案

本发明专利技术公开了TBCC分布式控制系统通信网络混合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)基于粒子群算法优化智能中央节点位置；步骤3)利用遗传算法优化智能中央节点的通信网络拓扑结构。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，通过图论知识以及粒子群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。

A hybrid topology optimization method for communication network of TBCC distributed control system

The invention discloses a optimization method of TBCC distributed control system communication network hybrid topology structure, which comprises the following steps: 1) the establishment of TBCC engine geometric model and mesh model; step 2) based on particle swarm optimization algorithm intelligent position central node; step 3) by using the genetic algorithm to optimize the network topology structure of intelligent central node. The invention of the topology of the intelligent nodes in the TBCC engine connected into the shortest distance and the business problem optimization problem, through the knowledge of graph theory and particle swarm optimization and genetic algorithm to optimize the connection between nodes, access nodes connected to the bus of the shortest beam distributed control system network topology.

【技术实现步骤摘要】
TBCC分布式控制系统通信网络混合拓扑结构优化方法
本专利技术属于航空航天组合发动机控制
，具体涉及一种TBCC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
高超声速飞行器是现代军事领域中最重要的研究项目之一，以美国、俄罗斯、德国、澳大利亚、英国等为代表的一些国家率先进行关于高超声速飞行器的研究，并诞生了Hype-X,HyFky等项目和计划。实现高超声速飞行的关键是发动机的性能，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，以涡轮和冲压发动机为基础的涡轮基组合循环发动机(TBCC)是实现高超声速飞行的最佳动力方案。组合循环推进系统则是将各种推进单元有机地组合到一起，融为一体，在功能上相互补充。这就注定组合循环系统必定要经历不同的工作模态，以达到最佳的发动机性能，同时这种组合循环系统还有利于飞行器的结构更简单紧凑。TBCC发动机单位推力大，能采用普通的燃料和润滑剂，成本低。以TBCC为动力的飞行器能够水平起飞和着陆，从而大大减少费用和提高系统的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TBCC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)基于粒子群算法优化智能中央节点位置；步骤3)利用遗传算法优化智能中央节点的通信网络拓扑结构。

【技术特征摘要】
1.一种TBCC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)基于粒子群算法优化智能中央节点位置；步骤3)利用遗传算法优化智能中央节点的通信网络拓扑结构。2.根据权利要求1所述的TBCC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)，按照发动机的实际尺寸和精度要求对发动机几何模型划分网格，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TBCC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)，确定发动机各个节点的位置，利用网格编号表示；步骤2.2)，避开发动机高温区，确定4个星型结构智能中央节点位置的选取范围；步骤2.3)，在中央节点位置选取范围内利用粒子群算法优化得到4个智能中央节点的位置；4.根据权利要求1所述的TBCC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2.3)中的具体步骤如下：步骤2.3.1)，确定发动机所有节点的网格编号，星型结构...

【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