一种变旋翼转速直升机的控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变旋翼转速直升机的控制方法，所述变旋翼转速直升机具有连续无级变速传动机构以及动力涡轮转速可变的涡轴发动机；首先根据大气环境、前飞速度、旋翼转速计算出直升机需求功率；然后根据所述直升机需求功率计算涡轴发动机在一定动力涡轮转速条件下的发动机性能参数；最后，以所述发动机性能参数作为初猜值，以变速分配因子为优化变量，对所述变旋翼转速直升机的直升机/发动机综合系统性能计算模型进行优化求解，并按照求解得到的最优变速分配因子对连续无级变速传动机构和动力涡轮进行控制。本发明专利技术还公开了一种变旋翼转速直升机的控制装置。本发明专利技术可同时获得最优旋翼转速及动力涡轮转速，显著改善直升机/发动机系统的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种变旋翼转速直升机的控制方法及控制装置
本专利技术涉及一种直升机控制方法，尤其涉及一种变旋翼转速直升机的控制方法，属于航空宇航推进理论与工程中的系统控制、优化与仿真

技术介绍
近年来，降低发动机废气排放与燃油消耗的要求越来越高[GoulosI,PachidisV,DippolitoR,etal.AnIntegratedApproachfortheMultidisciplinaryDesignofOptimumRotorcraftOperations[J]]。对于直升机而言，采用变旋翼转速技术可以有效降低涡轴发动机的油耗与废气排放。然而，考虑到特定的转子转速可能会激起机身部件的固有频率以及发动机的效率在相对较窄的转速范围内最优，现代涡轴发动机基本围绕定转速运行，输出转速允许的变化范围基本不超过15％[KalininDV.MultithreadedContinuouslyVariableTransmissionSynthesisforNext-GenerationHelicopters[C]]。当涡轴发动机在远离设计点的转速下工作时，动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变旋翼转速直升机的控制方法，所述变旋翼转速直升机具有连续无级变速传动机构以及动力涡轮转速可变的涡轴发动机；其特征在于，首先根据大气环境、前飞速度、旋翼转速计算出直升机需求功率；然后根据所述直升机需求功率计算涡轴发动机在一定动力涡轮转速条件下的发动机性能参数；最后，以所述发动机性能参数作为初猜值，以变速分配因子n

【技术特征摘要】
1.一种变旋翼转速直升机的控制方法，所述变旋翼转速直升机具有连续无级变速传动机构以及动力涡轮转速可变的涡轴发动机；其特征在于，首先根据大气环境、前飞速度、旋翼转速计算出直升机需求功率；然后根据所述直升机需求功率计算涡轴发动机在一定动力涡轮转速条件下的发动机性能参数；最后，以所述发动机性能参数作为初猜值，以变速分配因子nFRT、nCVT为优化变量，对所述变旋翼转速直升机的直升机/发动机综合系统性能计算模型进行优化求解，并按照求解得到的最优变速分配因子对连续无级变速传动机构和动力涡轮进行控制，其中，变速分配因子nFRT表示动力涡轮相对于设计点100％转速的变速比，变速分配因子nCVT表示连续无级变速传动机构的减速比。


2.如权利要求1所述变旋翼转速直升机的控制方法，其特征在于，所述优化求解是以发动机燃油消耗最低为优化目标。


3.如权利要求1所述变旋翼转速直升机的控制方法，其特征在于，所述优化求解的约束条件包括：涡轴发动机不超转、不进喘、不超温，输出扭矩不超限；主旋翼的桨叶载荷满足最优桨叶载荷操作边界约束；变速分配因子nFRT、nCVT在预设的变化范围内。


4.如权利要求1所述变旋翼转速直升机的控制方法，其特征在于，使用以下的简化模型计算直升机需求功率Ph：
Ph＝Pmr+Ptr
Pmr＝Pi+Po+Pp






其中，Pmr、Ptr分别表示旋翼需求功率、尾桨需求功率；Pi、Po、Pp分别表示旋翼诱导功率、型阻功率以及废阻功率；表示尾桨诱导速度；CD0、Nmr、Ntr、Rtr分别表示尾桨叶片平均截面阻力系数、尾桨叶片面积、旋翼转速、尾桨转速与尾桨半径；ρ表示大气密度；Ttr表示尾桨拉力；L表示主旋翼轴与尾桨轴之间的距离。


5.如权利要求1所述变旋翼转速直升机的控制方法，其特征在于，使用序列二次规划算法进行优化求解。


6.一种变旋翼转速直升机的控制装置，所述变旋翼转速直升机具有连续无级...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪勇，彭晔榕，宋劼，张海波，
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