1、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給與控制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給與控制鮑文鮑文高超聲速技術(shù)研究中心高超聲速技術(shù)研究中心目錄目錄o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制對(duì)象特性分析超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制對(duì)象特性分析o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制方法超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制方法o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制o超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)判斷與控制超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)判斷與控制o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)/飛行器一體化控制飛行器一體化控制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制對(duì)象特性分析超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制對(duì)象特性分析鮑文鮑文 崔濤崔濤 常軍濤常軍濤 李獻(xiàn)領(lǐng)李獻(xiàn)領(lǐng) 曲亮曲亮 李偉鵬李偉鵬

2、 雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)的分布參數(shù)特性發(fā)動(dòng)機(jī)的分布參數(shù)特性超聲速進(jìn)氣道超聲速進(jìn)氣道來(lái)流馬赫數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響來(lái)流馬赫數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響24848.534545.558787.9X/mY/m00.20.40.040.080.120.160.20.240.280.320.360.40.440.48Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.2653939.413636444242.4X/mY/m00.20.40.040.080.120.160.20.240.280.320.360.40.440.48Frame 001 10 Sep 2007 flue

3、nt6.3.26M0=4M0=701234561015202530354045攻 角壓比(面積加權(quán)平均)壓 比 (面 積 加 權(quán) 平 均 ) ma=4ma=5ma=6ma=701234560.50.60.70.80.911.11.21.3攻 角流量捕獲系數(shù)流 量 捕 獲 系 數(shù) ma=4ma=5ma=6ma=7來(lái)流攻角對(duì)流場(chǎng)的影響來(lái)流攻角對(duì)流場(chǎng)的影響21858.641575.816929.3X/mY/m00.20.40.040.080.120.160.20.240.280.320.360.40.440.48Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.2653939.4781

4、81.839393.9X/mY/m00.20.40.040.080.120.160.20.240.280.320.360.40.440.48Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.26=-5=501234561015202530354045攻 角壓比(面積加權(quán)平均)壓 比 (面 積 加 權(quán) 平 均 ) ma=4ma=5ma=6ma=701234560.50.60.70.80.911.11.21.3攻 角流量捕獲系數(shù)流 量 捕 獲 系 數(shù) ma=4ma=5ma=6ma=7出口背壓對(duì)流場(chǎng)的影響出口背壓對(duì)流場(chǎng)的影響5000074050.6182278X/mY/m0.40.50

5、.080.120.160.20.24Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.265000074050.6182278X/mY/m0.40.50.080.120.160.20.24Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.265000074050.6350633X/mY/m0.40.50.080.120.160.20.24Frame 001 10 Sep 2007 fluent6.3.26來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性分析再起動(dòng)特性分析o來(lái)流馬赫數(shù)對(duì)進(jìn)氣道性能參數(shù)的影響來(lái)流馬赫數(shù)對(duì)進(jìn)氣道性能參數(shù)的影響o進(jìn)

6、氣道不起動(dòng)時(shí)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)氣道不起動(dòng)時(shí)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性分析再起動(dòng)特性分析o進(jìn)氣道不起動(dòng)進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)過(guò)程中的流動(dòng)特征再起動(dòng)過(guò)程中的流動(dòng)特征來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流馬赫數(shù)變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)分析再起動(dòng)分析o進(jìn)氣道不起進(jìn)氣道不起動(dòng)動(dòng)/再起動(dòng)再起動(dòng)過(guò)程特性分過(guò)程特性分析析o不起動(dòng)馬赫不起動(dòng)馬赫數(shù)和再起動(dòng)數(shù)和再起動(dòng)馬赫數(shù)馬赫數(shù)來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性分析再起動(dòng)特性分析o來(lái)流攻角對(duì)進(jìn)氣道性能參數(shù)的影響來(lái)流攻角對(duì)進(jìn)氣道性能參數(shù)的影響o進(jìn)氣道不起動(dòng)時(shí)的流

7、場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)氣道不起動(dòng)時(shí)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)流攻角引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流攻角引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)分析再起動(dòng)分析Axis location x, mY, m0.350.40.450.10.15Axis location x, mY, m0.350.40.450.10.15Axis location x, mY, m0.350.40.450.10.15Axis location x, mY, m0.350.40.450.10.15a=0a=10a=-4a=-5來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性分析再起動(dòng)特性分析來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)來(lái)流攻角變化引

8、起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)分析再起動(dòng)分析o不起動(dòng)不起動(dòng)/再起動(dòng)特性形再起動(dòng)特性形成的內(nèi)在物理機(jī)制成的內(nèi)在物理機(jī)制n分析結(jié)果表明：流動(dòng)過(guò)分析結(jié)果表明：流動(dòng)過(guò)程存在程存在“記憶記憶”效應(yīng)，效應(yīng)，進(jìn)氣道進(jìn)口處分離流的進(jìn)氣道進(jìn)口處分離流的形成和消失過(guò)程是形成形成和消失過(guò)程是形成不起動(dòng)不起動(dòng)/再起動(dòng)特性的再起動(dòng)特性的主要原因。主要原因。 附面層抽吸對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)附面層抽吸對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)再起動(dòng)特性的影響特性的影響壁面冷卻對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)壁面冷卻對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性的影響再起動(dòng)特性的影響超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)00.511.51000150020002500300035

9、004000沿軸向的長(zhǎng)度(m)燃燒室上壁面靜溫(C) 三點(diǎn)噴油比10:6:6三點(diǎn)噴油比6:6:10三點(diǎn)噴油比6:10:6超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)00.511.5400600800100012001400沿軸向的長(zhǎng)度(m)冷側(cè)壁面溫度(C) 當(dāng)量比1.01當(dāng)量比0.825當(dāng)量比0.71燃油供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)燃油供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)o燃油供給與控制系統(tǒng)燃油供給與控制系統(tǒng)n多路燃油供給同時(shí)要滿足推力、熱防護(hù)冷卻的需要多路燃油供給同時(shí)要滿足推力、熱防護(hù)冷卻的需要o發(fā)動(dòng)機(jī)氣熱彈耦合效應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣熱彈耦合效應(yīng)n發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流、壁面、壁面內(nèi)部的吸熱燃料之間的多場(chǎng)耦合發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流、壁面、壁面內(nèi)部的吸熱燃

10、料之間的多場(chǎng)耦合00.511.5400600800100012001400沿軸向的長(zhǎng)度(m)冷側(cè)壁面溫度(C) 當(dāng)量比1.01當(dāng)量比0.825當(dāng)量比0.71燃料沸騰過(guò)程燃料沸騰過(guò)程I I 自然對(duì)流區(qū)，無(wú)氣泡；自然對(duì)流區(qū)，無(wú)氣泡；II II 泡狀沸騰區(qū)：泡狀沸騰區(qū)： IIa IIa 孤立氣泡區(qū)，泡狀流；孤立氣泡區(qū)，泡狀流； II II 完全沸騰區(qū)，塊狀流；完全沸騰區(qū)，塊狀流； III III 過(guò)渡沸騰區(qū)；過(guò)渡沸騰區(qū)；IV IV 膜態(tài)沸騰區(qū)；膜態(tài)沸騰區(qū)；C C 泡泡- -膜沸騰過(guò)渡點(diǎn)；膜沸騰過(guò)渡點(diǎn)；D D 膜膜- -泡沸騰過(guò)渡點(diǎn)；泡沸騰過(guò)渡點(diǎn)； 完全泡沸騰與過(guò)渡沸騰的邊界完全泡沸騰與過(guò)渡沸騰的邊界

11、 點(diǎn)；產(chǎn)生不穩(wěn)定氣膜點(diǎn)；點(diǎn)；產(chǎn)生不穩(wěn)定氣膜點(diǎn)；Tw Tw 表面溫度；表面溫度；Ts - Ts - 飽和溫度飽和溫度 亞臨界飽和沸騰曲線燃料沸騰過(guò)程燃料沸騰過(guò)程亞臨界沸騰時(shí)的傳熱惡化特性燃料壓力燃料壓力超臨界超臨界 o隨著壓力的增大，過(guò)渡沸騰的傳熱惡化逐漸消退；o超臨界壓力以上，徹底消失。燃油物性燃油物性密度密度黏度黏度燃油物性燃油物性比熱比熱導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)高溫燃油管道特性高溫燃油管道特性超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鮑文鮑文 崔濤崔濤 趙天爽趙天爽 趙曉敏趙曉敏 肖虹肖虹 車聰斌車聰斌 于達(dá)仁于達(dá)仁超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的總體技術(shù)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的總體技術(shù)n超燃沖

12、壓發(fā)動(dòng)機(jī)包括主推力控制回路，包括燃燒模態(tài)控制、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)包括主推力控制回路，包括燃燒模態(tài)控制、進(jìn)氣道保護(hù)控制、超溫保護(hù)控制及各控制回路的切換控制，進(jìn)氣道保護(hù)控制、超溫保護(hù)控制及各控制回路的切換控制，在燃油控制系統(tǒng)中還包括多路燃油流量控制。在燃油控制系統(tǒng)中還包括多路燃油流量控制。 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的總體框架超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體需要解決的關(guān)鍵技術(shù)：需要解決的關(guān)鍵技術(shù)：q超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制的控制規(guī)律、控制方法超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制的控制規(guī)律、控制方法q超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量的測(cè)點(diǎn)約減方法超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量的測(cè)點(diǎn)約減方法q超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的起動(dòng)判斷

13、和控制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的起動(dòng)判斷和控制q燃油供給系統(tǒng)熱防護(hù)一體化設(shè)計(jì)燃油供給系統(tǒng)熱防護(hù)一體化設(shè)計(jì)q高溫兩相流燃油調(diào)節(jié)閥的研制高溫兩相流燃油調(diào)節(jié)閥的研制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體o超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制研究包超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制研究包括推力調(diào)節(jié)規(guī)律設(shè)計(jì)和控制方法括推力調(diào)節(jié)規(guī)律設(shè)計(jì)和控制方法兩方面的內(nèi)容。兩方面的內(nèi)容。o在加速、巡航過(guò)程中，要求沖壓在加速、巡航過(guò)程中，要求沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的改變推力以滿足飛發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的改變推力以滿足飛行器的需要，這就是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)行器的需要，這就是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)規(guī)律要研究的內(nèi)容。推推力調(diào)節(jié)規(guī)律要研究的內(nèi)容。推力調(diào)節(jié)規(guī)律的設(shè)計(jì)包括起動(dòng)、

14、加力調(diào)節(jié)規(guī)律的設(shè)計(jì)包括起動(dòng)、加速和巡航調(diào)節(jié)規(guī)律。調(diào)節(jié)規(guī)律設(shè)速和巡航調(diào)節(jié)規(guī)律。調(diào)節(jié)規(guī)律設(shè)計(jì)的依據(jù)一方面是飛行器和發(fā)動(dòng)計(jì)的依據(jù)一方面是飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求，另一方法是要考機(jī)的性能要求，另一方法是要考慮各種穩(wěn)定邊界。慮各種穩(wěn)定邊界。n 在超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給在超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給總體技術(shù)方面，論證了超燃沖總體技術(shù)方面，論證了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的總體壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的總體方案和關(guān)鍵技術(shù)。方案和關(guān)鍵技術(shù)。燃油密度特性渦輪流量計(jì)節(jié)流式流量燃油質(zhì)油質(zhì)量流量預(yù)燃噴嘴壁龕噴嘴電液伺服閥壓電陶瓷數(shù)字閥閥調(diào)節(jié)閥先導(dǎo)導(dǎo)直動(dòng)動(dòng)穩(wěn)壓閥推進(jìn)進(jìn)流冷卻流量推進(jìn)進(jìn)流冷卻流量獨(dú)立冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)液體固體氣體工作

15、介質(zhì)油箱設(shè)箱擠壓式?jīng)_壓壓空高壓壓氣油箱壓容積積渦輪泵油泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功率設(shè)率泵數(shù)字電渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)高速高溫渦速高溫取氣、排氣方式空氣渦泵壓式源高壓給系統(tǒng) 燃油供PWM動(dòng)輪油l高壓油源系統(tǒng)n外部取氣：在前體的第一個(gè)楔面上取氣n可調(diào)導(dǎo)葉：改變渦輪速度，調(diào)節(jié)燃油流量n空氣渦輪：Ma1.5左右的單級(jí)空氣渦輪n油箱：沖壓增壓式n油泵：離心燃油泵l冷卻系統(tǒng)：多管并聯(lián)流動(dòng)l穩(wěn)壓閥：直動(dòng)式溢流閥l燃油流量調(diào)節(jié)閥：三組PWM燃油調(diào)節(jié)閥l噴嘴：壁龕超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制方法超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制方法鮑文鮑文 趙曉敏趙曉敏 和舒和舒 郭林春郭林春 徐志強(qiáng)徐志強(qiáng) 唐井峰唐井峰研究思路研究思路-燃燒模態(tài)控制配油思路燃燒模態(tài)控

16、制配油思路噴嘴組調(diào)節(jié)的工作簡(jiǎn)圖噴嘴組調(diào)節(jié)的工作簡(jiǎn)圖以及閥門開啟規(guī)律以及閥門開啟規(guī)律、噴嘴噴嘴組閥門組閥門研究思路研究思路-地面試驗(yàn)研究思路地面試驗(yàn)研究思路o在地面試驗(yàn)中對(duì)不同的在地面試驗(yàn)中對(duì)不同的燃油總量燃油總量Q，通過(guò)調(diào)整，通過(guò)調(diào)整各個(gè)噴油點(diǎn)的噴油量找各個(gè)噴油點(diǎn)的噴油量找到與到與Q對(duì)應(yīng)的最大推力對(duì)應(yīng)的最大推力F，推力最大時(shí)的參數(shù)，推力最大時(shí)的參數(shù)分布就是我們要求的模分布就是我們要求的模態(tài)設(shè)計(jì)，這時(shí)各噴油點(diǎn)態(tài)設(shè)計(jì)，這時(shí)各噴油點(diǎn)的噴油量也就是最優(yōu)配的噴油量也就是最優(yōu)配油規(guī)律。油規(guī)律。 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制算法超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制算法 o仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析o控制周

17、期的影響控制周期的影響控制周期0.02 誤差（4.84%）控制周期0.06 誤差（0.8%）仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析馬赫數(shù)6，總當(dāng)量比0.5推力隨迭代步的變化壁面壓力分布比較 等壓力線分布等馬赫數(shù)線分布o(jì)一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)推力測(cè)量的燃燒室傳感器數(shù)約簡(jiǎn)方法研究推力測(cè)量的燃燒室傳感器數(shù)約簡(jiǎn)方法研究約簡(jiǎn)算法約簡(jiǎn)算法 -問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室測(cè)量壁面壓力信號(hào)的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室測(cè)量壁面壓力信號(hào)的傳感器數(shù)目，在地面試驗(yàn)中可以安置很多個(gè)，傳感器數(shù)目，在地面試驗(yàn)中可以安置很多個(gè)，而在飛行試驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用中不可能有那么多，而在飛行試驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用中不可能

18、有那么多，因此需要對(duì)其數(shù)目進(jìn)行約簡(jiǎn)因此需要對(duì)其數(shù)目進(jìn)行約簡(jiǎn)o研究目的就是尋求合適的約簡(jiǎn)算法，在保證研究目的就是尋求合適的約簡(jiǎn)算法，在保證推力估算精度的前提下將超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃推力估算精度的前提下將超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室表面的傳感器測(cè)點(diǎn)約簡(jiǎn)到一個(gè)可以接受燒室表面的傳感器測(cè)點(diǎn)約簡(jiǎn)到一個(gè)可以接受的范圍內(nèi)的范圍內(nèi)計(jì)算原理分析計(jì)算原理分析o推力的估算問(wèn)題推力的估算問(wèn)題n超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制的核心也就是推力控制，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制的核心也就是推力控制，當(dāng)飛行器處于水平巡航狀態(tài)時(shí)，凈推力與整個(gè)當(dāng)飛行器處于水平巡航狀態(tài)時(shí)，凈推力與整個(gè)飛行器的外部阻力完全相抵；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于加飛行器的外部阻力完全相抵；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于加

19、速狀態(tài)時(shí)，凈推力應(yīng)大于整個(gè)外部阻力。速狀態(tài)時(shí)，凈推力應(yīng)大于整個(gè)外部阻力。n而在地面模擬試驗(yàn)中或飛行器處于飛行狀態(tài)時(shí)，而在地面模擬試驗(yàn)中或飛行器處于飛行狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力難以直接測(cè)量，因此，在推力的發(fā)動(dòng)機(jī)的推力難以直接測(cè)量，因此，在推力的控制中，需要尋求利用其他的可測(cè)量量來(lái)估算控制中，需要尋求利用其他的可測(cè)量量來(lái)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，利用燃燒室的壁面壓力來(lái)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，利用燃燒室的壁面壓力來(lái)估算推力就是一種方式推力就是一種方式 計(jì)算原理分析計(jì)算原理分析o利用梯形積分進(jìn)行推力估算利用梯形積分進(jìn)行推力估算0.60.811.21.41.61.822.2050100150200250300燃燒室截面積

20、變化曲線及一條壓燃模態(tài)壓力曲線X-測(cè)點(diǎn)位置（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-壓力及截面積一條壓力曲線一條壓力曲線一條壓力曲線一條壓力曲線燃燒室測(cè)點(diǎn)位置及截面積變化工程問(wèn)題向數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的轉(zhuǎn)化工程問(wèn)題向數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的轉(zhuǎn)化o實(shí)際問(wèn)題描述實(shí)際問(wèn)題描述n在燃燒室內(nèi)上壁面靜壓測(cè)點(diǎn)有在燃燒室內(nèi)上壁面靜壓測(cè)點(diǎn)有22個(gè)，由這個(gè)，由這22個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確的描繪去實(shí)際的壓力個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確的描繪去實(shí)際的壓力變化曲線，能較準(zhǔn)確的估算出發(fā)動(dòng)機(jī)的推力變化曲線，能較準(zhǔn)確的估算出發(fā)動(dòng)機(jī)的推力n需要在這需要在這22個(gè)測(cè)點(diǎn)中選擇最少的測(cè)點(diǎn)，用選出個(gè)測(cè)點(diǎn)中選擇最少的測(cè)點(diǎn)，用選出的若干個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)擬合出一條壓力曲線，的若干個(gè)測(cè)點(diǎn)的

21、測(cè)量數(shù)據(jù)擬合出一條壓力曲線，能較準(zhǔn)確地反映出推力的變化能較準(zhǔn)確地反映出推力的變化工程問(wèn)題向數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的轉(zhuǎn)化工程問(wèn)題向數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的轉(zhuǎn)化o完全的數(shù)學(xué)描述完全的數(shù)學(xué)描述B：一個(gè)向量集合（測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，壓力，對(duì)應(yīng)橫截面：一個(gè)向量集合（測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，壓力，對(duì)應(yīng)橫截面積）積）A：B的一個(gè)真子集的一個(gè)真子集 mmi in ns s. .t t. .,1,1kniifAg BABACBAx yikBx yin 約簡(jiǎn)算法的計(jì)算過(guò)程約簡(jiǎn)算法的計(jì)算過(guò)程o數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理n所有數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)732組壓力值組壓力值藍(lán)色：亞燃模態(tài)壓力曲線黑色：超然模態(tài)壓力曲線 其他：冷態(tài)壓力曲線n時(shí)間軸上的展開約簡(jiǎn)算法的計(jì)算過(guò)程約簡(jiǎn)算法的

22、計(jì)算過(guò)程o熱態(tài)數(shù)據(jù)提?。釕B(tài)數(shù)據(jù)提取（732189），熱態(tài)數(shù)據(jù)），熱態(tài)數(shù)據(jù)包括亞燃模態(tài)和超燃模態(tài)包括亞燃模態(tài)和超燃模態(tài)0.511.52050100150200250300X-測(cè) 點(diǎn) 坐 標(biāo) (20個(gè) )Y-測(cè)點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)預(yù)處理后選擇的189組熱態(tài)壓力曲線(部分)約簡(jiǎn)算法的計(jì)算過(guò)程約簡(jiǎn)算法的計(jì)算過(guò)程o熱態(tài)數(shù)據(jù)的三維視圖熱態(tài)數(shù)據(jù)的三維視圖計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果o約簡(jiǎn)到約簡(jiǎn)到4個(gè)測(cè)點(diǎn)個(gè)測(cè)點(diǎn)-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.101020304050607080對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)189個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大?。ㄕ`差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目0.511.52

23、2.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到4個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果o約簡(jiǎn)到約簡(jiǎn)到5個(gè)測(cè)點(diǎn)個(gè)測(cè)點(diǎn)0.511.522.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到5個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.08010203040506070對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)189個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大小（正誤差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果o約簡(jiǎn)到約簡(jiǎn)到6個(gè)測(cè)點(diǎn)個(gè)測(cè)點(diǎn)0.511.522.50501001502002

24、50300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到6個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.0500.050.10.1501020304050607080對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)189個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大小（正誤差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果o約簡(jiǎn)到約簡(jiǎn)到7個(gè)測(cè)點(diǎn)個(gè)測(cè)點(diǎn)0.511.522.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到7個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060102030405060對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)189個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值

25、大?。ㄕ`差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果o約簡(jiǎn)到約簡(jiǎn)到8個(gè)測(cè)點(diǎn)個(gè)測(cè)點(diǎn)0.511.522.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到8個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.04-0.0200.020.040.060.080.10102030405060對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)189個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大小（正誤差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果分析計(jì)算結(jié)果分析45678-0.0500.050.10.150.20.250.30.35X-約簡(jiǎn)后的傳感器數(shù)目Y-誤差統(tǒng)計(jì)（相對(duì)誤差）將傳感器數(shù)目約簡(jiǎn)到不同的數(shù)目

26、時(shí)誤差統(tǒng)計(jì)分析平均誤差誤差寬度(最大-最小)誤差方差計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)o5個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集1 上的校驗(yàn)結(jié)果上的校驗(yàn)結(jié)果0.511.522.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到五個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力00.010.020.030.040.05024681012對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)41個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大?。ㄕ`差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)o5個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集2 上的校驗(yàn)結(jié)果上的校驗(yàn)結(jié)果0.511.522.5050100150200250300測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到五

27、個(gè)后的線性擬合（3個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.0301020304050607080對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)151個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值大?。ㄕ`差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)o5個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集個(gè)測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)集3 上的校驗(yàn)結(jié)果上的校驗(yàn)結(jié)果0.511.522.5050100150200測(cè)點(diǎn)數(shù)目約簡(jiǎn)到五個(gè)后的線性擬合（4個(gè)樣本）X-測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)（20個(gè)測(cè)點(diǎn)）Y-測(cè)點(diǎn)壓力-0.15-0.1-0.0500.050510152025對(duì)約簡(jiǎn)結(jié)果的誤差統(tǒng)計(jì)（樣本總數(shù)111個(gè)）X-推力誤差相對(duì)值

28、大小（正誤差表示擬合值偏大）Y-誤差所對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)目計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)o校驗(yàn)結(jié)果分析校驗(yàn)結(jié)果分析 注：誤差統(tǒng)計(jì)為相對(duì)誤差注：誤差統(tǒng)計(jì)為相對(duì)誤差約簡(jiǎn)算法結(jié)果分析約簡(jiǎn)算法結(jié)果分析o約簡(jiǎn)算法分別計(jì)算了將測(cè)點(diǎn)數(shù)約簡(jiǎn)到不同結(jié)果時(shí)約簡(jiǎn)算法分別計(jì)算了將測(cè)點(diǎn)數(shù)約簡(jiǎn)到不同結(jié)果時(shí)（4、5、6、7、8個(gè)）對(duì)應(yīng)的誤差分布，并對(duì)誤個(gè)）對(duì)應(yīng)的誤差分布，并對(duì)誤差分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。最后利用不同的幾個(gè)數(shù)據(jù)差分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。最后利用不同的幾個(gè)數(shù)據(jù)集，每個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)一次完整地試驗(yàn)數(shù)據(jù)。集，每個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)一次完整地試驗(yàn)數(shù)據(jù)。o試驗(yàn)結(jié)果及校驗(yàn)結(jié)果都表明，基于遺傳算法的傳感試驗(yàn)結(jié)果及校驗(yàn)結(jié)果都表明，基于遺傳算法的傳感器數(shù)約簡(jiǎn)

29、算法很好的解決了傳感器數(shù)約簡(jiǎn)問(wèn)題，將器數(shù)約簡(jiǎn)算法很好的解決了傳感器數(shù)約簡(jiǎn)問(wèn)題，將傳感器數(shù)目約簡(jiǎn)到了傳感器數(shù)目約簡(jiǎn)到了5個(gè)，而且平均誤差和方差在個(gè)，而且平均誤差和方差在5%左右，而且誤差寬度也在左右，而且誤差寬度也在15%左右。左右。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力在線測(cè)量超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力在線測(cè)量超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制鮑文鮑文 于達(dá)仁于達(dá)仁 崔濤崔濤 1.1.超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的分布參數(shù)控制問(wèn)題超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的分布參數(shù)控制問(wèn)題0 50 100 150 200 250 300 350 4001816141210864205)(AxA)(mmxAirFuelIIIIIIIV

30、引出寬?cǎi)R赫數(shù)范圍的部件匹配問(wèn)題dxdTTkMdxdAAMMkMdxdMttcc12111211222幾何調(diào)節(jié)方法1 1 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的分布參數(shù)控制問(wèn)題分布參數(shù)控制問(wèn)題 o依靠能量方程的輸入項(xiàng)（源項(xiàng)）調(diào)節(jié)氣流能量的分布來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)參依靠能量方程的輸入項(xiàng)（源項(xiàng)）調(diào)節(jié)氣流能量的分布來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)在空間上的分布特性：氣動(dòng)熱力調(diào)節(jié)方法。數(shù)在空間上的分布特性：氣動(dòng)熱力調(diào)節(jié)方法。n為了完成寬?cǎi)R赫數(shù)范圍部件匹配的參數(shù)協(xié)調(diào)的任務(wù)，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用為了完成寬?cǎi)R赫數(shù)范圍部件匹配的參數(shù)協(xié)調(diào)的任務(wù)，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用多點(diǎn)噴射的分布加熱模式，能量在流動(dòng)方向散布開來(lái)多點(diǎn)噴射的分布加熱模式，能量在流動(dòng)方

31、向散布開來(lái)n在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)噴射點(diǎn)的數(shù)量、位置、噴射方式都有嚴(yán)格的要求；在發(fā)在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)噴射點(diǎn)的數(shù)量、位置、噴射方式都有嚴(yán)格的要求；在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)不同噴射位置的燃料量分配比、燃燒速率。動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)不同噴射位置的燃料量分配比、燃燒速率。n這種燃料噴射在設(shè)計(jì)和運(yùn)行上的特點(diǎn)也決定了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制的空間這種燃料噴射在設(shè)計(jì)和運(yùn)行上的特點(diǎn)也決定了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制的空間分布特性。分布特性。543210 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0awpp/)(mx543210 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0awpp/)(mxAirFuelIIIIIIIVdxdTTkMdxdAAMM

32、kMdxdMttcc121112112222 2、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的適度空間維數(shù)適度空間維數(shù) o零維方法描述分布參數(shù)對(duì)象的控制特性零維方法描述分布參數(shù)對(duì)象的控制特性n必須以足夠致密的網(wǎng)格進(jìn)行離散化近似，引起控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異必須以足夠致密的網(wǎng)格進(jìn)行離散化近似，引起控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜、控制算法計(jì)算量過(guò)大、傳感器測(cè)量信息過(guò)多等問(wèn)題，常復(fù)雜、控制算法計(jì)算量過(guò)大、傳感器測(cè)量信息過(guò)多等問(wèn)題，技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)。技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)。n引入過(guò)多測(cè)量反饋量，將導(dǎo)致反饋量大于控制量（有限點(diǎn)噴射引入過(guò)多測(cè)量反饋量，將導(dǎo)致反饋量大于控制量（有限點(diǎn)噴射燃油）而出現(xiàn)系統(tǒng)不可控的問(wèn)題。燃油）

33、而出現(xiàn)系統(tǒng)不可控的問(wèn)題。 o二、三維方法二、三維方法n即使二、三維的方法在計(jì)算時(shí)能夠滿足實(shí)際的精度，仍難以作即使二、三維的方法在計(jì)算時(shí)能夠滿足實(shí)際的精度，仍難以作為控制模型來(lái)設(shè)計(jì)控制規(guī)律為控制模型來(lái)設(shè)計(jì)控制規(guī)律n這受限于控制理論發(fā)展水平、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)以及數(shù)這受限于控制理論發(fā)展水平、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)以及數(shù)值的實(shí)時(shí)性等值的實(shí)時(shí)性等 2 2、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的適度空間維數(shù)適度空間維數(shù)o一維分析方法是折衷使用的有效方法一維分析方法是折衷使用的有效方法n針對(duì)系統(tǒng)一維模型的控制技術(shù)已取得較大進(jìn)展，針對(duì)系統(tǒng)一維模型的控制技術(shù)已取得較大進(jìn)展，相關(guān)的解析與

34、數(shù)值方法已能處理部分復(fù)雜對(duì)象的相關(guān)的解析與數(shù)值方法已能處理部分復(fù)雜對(duì)象的分布參數(shù)控制；分布參數(shù)控制；n一維方法反映了發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)的主特征信息而比較一維方法反映了發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)的主特征信息而比較符合控制的宏觀性與可控可檢測(cè)性的特點(diǎn)符合控制的宏觀性與可控可檢測(cè)性的特點(diǎn)n一維簡(jiǎn)化引起的的性能誤差（截面平均參數(shù)的誤一維簡(jiǎn)化引起的的性能誤差（截面平均參數(shù)的誤差在差在15%以內(nèi)）與不確定問(wèn)題，控制理論有較以內(nèi)）與不確定問(wèn)題，控制理論有較為完善的魯棒分析與設(shè)計(jì)技術(shù)專門處理。為完善的魯棒分析與設(shè)計(jì)技術(shù)專門處理。n這些說(shuō)明一維控制具有必要性與可操作性。這些說(shuō)明一維控制具有必要性與可操作性。 3 3、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布

35、參數(shù)控制的、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的合理頻帶合理頻帶o數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果給出了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主頻帶的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果給出了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主頻帶的范圍。范圍。n激波和擾動(dòng)聲波屬于主導(dǎo)的低頻動(dòng)態(tài)，但是響應(yīng)頻率也在激波和擾動(dòng)聲波屬于主導(dǎo)的低頻動(dòng)態(tài)，但是響應(yīng)頻率也在20Hz20Hz以上，系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)僅為幾個(gè)毫秒，而燃燒振蕩的以上，系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)僅為幾個(gè)毫秒，而燃燒振蕩的第一階振蕩模態(tài)的頻率更是接近第一階振蕩模態(tài)的頻率更是接近100Hz100Hz。n這些結(jié)果表明超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)屬于快變的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)這些結(jié)果表明超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)屬于快變的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)sx m m t s s 11011021021031031

36、010010.010-200-400-600Frequency (Hz)Phase(deg)Magnitude激波動(dòng)態(tài)燃燒振蕩分離流動(dòng)態(tài)3 3、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的合理、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的合理頻帶頻帶o燃油調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度低于燃油調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度低于5Hz5Hz，時(shí)間常數(shù)在，時(shí)間常數(shù)在50ms50ms以上。以上。o執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的主導(dǎo)動(dòng)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的主導(dǎo)動(dòng)態(tài)o發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)和燃燒的動(dòng)態(tài)過(guò)程則因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)帶寬的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)和燃燒的動(dòng)態(tài)過(guò)程則因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)帶寬的限制而受到大幅衰減，可處理為高頻未建模動(dòng)態(tài)。限制而受到大幅衰減，可處理為高頻未建模動(dòng)

37、態(tài)。o發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)作為控制系統(tǒng)的高頻未建模動(dòng)態(tài)，在名發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)作為控制系統(tǒng)的高頻未建模動(dòng)態(tài)，在名義系統(tǒng)中忽略掉，而用魯棒的分析和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行處義系統(tǒng)中忽略掉，而用魯棒的分析和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行處理，從而把問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分布上。理，從而把問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分布上。 o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的流動(dòng)和燃燒反應(yīng)過(guò)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的流動(dòng)和燃燒反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制機(jī)理極具復(fù)雜性，而利用控程的動(dòng)態(tài)控制機(jī)理極具復(fù)雜性，而利用控制理論的頻域分析與頻域截?cái)嗉夹g(shù)可以把制理論的頻域分析與頻域截?cái)嗉夹g(shù)可以把復(fù)雜的控制問(wèn)題大大簡(jiǎn)化，從而獲得了解復(fù)雜的控制問(wèn)題大大簡(jiǎn)化，從而獲得了解決問(wèn)題的合理途徑，這也是技術(shù)上

38、實(shí)現(xiàn)超決問(wèn)題的合理途徑，這也是技術(shù)上實(shí)現(xiàn)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的一個(gè)重要前燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的一個(gè)重要前提。提。 3 3、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的合理、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制的合理頻帶頻帶4 4、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出 o基于經(jīng)典的分布參數(shù)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃基于經(jīng)典的分布參數(shù)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)控制系統(tǒng)難度非常大，且應(yīng)用起來(lái)困難。此外，燒模態(tài)控制系統(tǒng)難度非常大，且應(yīng)用起來(lái)困難。此外，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一維模型具有經(jīng)驗(yàn)性和數(shù)據(jù)性的特點(diǎn)，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一維模型具有經(jīng)驗(yàn)性和數(shù)據(jù)性的特點(diǎn)，難以形成統(tǒng)一的解析表達(dá)，因此也造成經(jīng)典的基于

39、解難以形成統(tǒng)一的解析表達(dá)，因此也造成經(jīng)典的基于解析模型的分布參數(shù)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用困難。析模型的分布參數(shù)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用困難。o為此，借鑒以結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化技術(shù)等為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的為此，借鑒以結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化技術(shù)等為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的形狀控制理論，以靈敏度分析、數(shù)值優(yōu)化技術(shù)為主要形狀控制理論，以靈敏度分析、數(shù)值優(yōu)化技術(shù)為主要手段代替經(jīng)典分布參數(shù)設(shè)計(jì)所需的嚴(yán)格解析設(shè)計(jì)，提手段代替經(jīng)典分布參數(shù)設(shè)計(jì)所需的嚴(yán)格解析設(shè)計(jì)，提出了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制的新型控制策出了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制的新型控制策略，使得設(shè)計(jì)方法得以簡(jiǎn)化，并使得分布參數(shù)控制目略，使得設(shè)計(jì)方法得以簡(jiǎn)化，并使得分布參數(shù)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有了可行性。

40、標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有了可行性。 4 4、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出o形狀控制的概念是在上世紀(jì)八十年代由形狀控制的概念是在上世紀(jì)八十年代由Haftka, R. T. Haftka, R. T. 和和Adelman, H. M.Adelman, H. M. 等人提出來(lái)的。形狀控制的核心等人提出來(lái)的。形狀控制的核心是控制參數(shù)在空間（一維、二維或三維）的分布規(guī)律，是控制參數(shù)在空間（一維、二維或三維）的分布規(guī)律，在滿足一定的約束條件下，尋求優(yōu)化的控制規(guī)律，使在滿足一定的約束條件下，尋求優(yōu)化的控制規(guī)律，使控制系統(tǒng)的指標(biāo)函數(shù)（形狀函數(shù)的泛函）達(dá)到極值，控制系統(tǒng)的指標(biāo)函數(shù)（形狀函數(shù)的泛函）

41、達(dá)到極值，從而使被控系統(tǒng)滿足預(yù)定的要求。從而使被控系統(tǒng)滿足預(yù)定的要求。o形狀控制問(wèn)題是一類沒有顯式解的逆問(wèn)題，與典型的形狀控制問(wèn)題是一類沒有顯式解的逆問(wèn)題，與典型的集中參數(shù)（零維）控制不同，它的形狀函數(shù)為一空間集中參數(shù)（零維）控制不同，它的形狀函數(shù)為一空間連續(xù)（或分段連續(xù)）變化的函數(shù)，需要有無(wú)限個(gè)參數(shù)連續(xù)（或分段連續(xù)）變化的函數(shù)，需要有無(wú)限個(gè)參數(shù)才能確定。此時(shí)是在函數(shù)的無(wú)限維空間內(nèi)研究對(duì)象的才能確定。此時(shí)是在函數(shù)的無(wú)限維空間內(nèi)研究對(duì)象的控制問(wèn)題，而不是在有限維設(shè)計(jì)參數(shù)的向量空間。控制問(wèn)題，而不是在有限維設(shè)計(jì)參數(shù)的向量空間。4 4、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出、燃燒模態(tài)形狀控制方法的提出o形狀控制

42、的方法較早應(yīng)用于太空天線、反射器等系統(tǒng)（形狀控制的方法較早應(yīng)用于太空天線、反射器等系統(tǒng)（Haftka and Haftka and AdelmanAdelman，19851985），），KoconisKoconis等人在等人在19941994年提出了一種解決基于蜂窩結(jié)年提出了一種解決基于蜂窩結(jié)構(gòu)的復(fù)合板和殼的解析方法，并找到了相應(yīng)于零傾角變量的最優(yōu)方法。構(gòu)的復(fù)合板和殼的解析方法，并找到了相應(yīng)于零傾角變量的最優(yōu)方法。oHsuHsu等人在等人在19971997年對(duì)復(fù)合板采用了有限元法，并采用梯度投影法找到年對(duì)復(fù)合板采用了有限元法，并采用梯度投影法找到了搜尋方向。了搜尋方向。oChandrashek

43、haraChandrashekhara和和VaradarajanVaradarajan在在19971997年采用年采用ReddyReddy的三級(jí)位移理論的三級(jí)位移理論給出了復(fù)合梁的形狀控制的迭代方法，而給出了復(fù)合梁的形狀控制的迭代方法，而VaradarajanVaradarajan等人在等人在19981998年年對(duì)復(fù)合板采用一級(jí)殼位移理論給出了迭代方法，除了減小誤差函數(shù)，對(duì)復(fù)合板采用一級(jí)殼位移理論給出了迭代方法，除了減小誤差函數(shù)，他們還考慮了閉環(huán)控制，位移作為反饋量來(lái)決定輸入電壓。他們還考慮了閉環(huán)控制，位移作為反饋量來(lái)決定輸入電壓。oBalakrishnanBalakrishnan、TanTa

44、n和和BainumBainum在在19941994年采用線性二次高斯最優(yōu)控制方年采用線性二次高斯最優(yōu)控制方法得到了智能結(jié)構(gòu)的形狀控制方法。法得到了智能結(jié)構(gòu)的形狀控制方法。oSobieszczanski-SobieskiSobieszczanski-Sobieski和和HaftkaHaftka主導(dǎo)了氣動(dòng)形狀控制的研究，研主導(dǎo)了氣動(dòng)形狀控制的研究，研究結(jié)合形狀優(yōu)化技術(shù)和究結(jié)合形狀優(yōu)化技術(shù)和CFDCFD技術(shù)，進(jìn)行了進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、翼型型面技術(shù)，進(jìn)行了進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、翼型型面設(shè)計(jì)、風(fēng)洞壁面設(shè)計(jì)、軸對(duì)稱尾噴管設(shè)計(jì)等。另外在壓電智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、風(fēng)洞壁面設(shè)計(jì)、軸對(duì)稱尾噴管設(shè)計(jì)等。另外在壓電智能結(jié)構(gòu)的控制控制

45、 、熱防護(hù)的溫度場(chǎng)控制等方面也有大量的文獻(xiàn)發(fā)表。、熱防護(hù)的溫度場(chǎng)控制等方面也有大量的文獻(xiàn)發(fā)表。 5 5、燃燒模態(tài)形狀控制方法、燃燒模態(tài)形狀控制方法 543210 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0awpp/)(mxAirFuelIIIIIIIV5.1 5.1 問(wèn)題的描述：泛函指標(biāo)問(wèn)題的描述：泛函指標(biāo)o形狀控制的核心是控制參數(shù)在空間的分布規(guī)律，在滿足一定的形狀控制的核心是控制參數(shù)在空間的分布規(guī)律，在滿足一定的約束條件下，尋求優(yōu)化的控制規(guī)律，使控制系統(tǒng)的指標(biāo)函數(shù)約束條件下，尋求優(yōu)化的控制規(guī)律，使控制系統(tǒng)的指標(biāo)函數(shù)（形狀函數(shù)的泛函）達(dá)到極值，從而使被控系統(tǒng)滿足預(yù)定的要（形狀函數(shù)的泛函）達(dá)到極

46、值，從而使被控系統(tǒng)滿足預(yù)定的要求。指標(biāo)為：求。指標(biāo)為： dxxMxMJxxtbb221)(),(21)(其中，其中，M(x)M(x)為在某一飛行條件為在某一飛行條件下所設(shè)定的燃燒模態(tài)，下所設(shè)定的燃燒模態(tài)，M Mt t(x)(x)為實(shí)時(shí)反饋的燃燒模態(tài)，為實(shí)時(shí)反饋的燃燒模態(tài)，T Tb b為為控制量。控制量。 5.1 5.1 問(wèn)題的描述：泛函極值問(wèn)題的描述：泛函極值o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)與模態(tài)轉(zhuǎn)換形狀控超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)與模態(tài)轉(zhuǎn)換形狀控制問(wèn)題是一類逆問(wèn)題，即尋找一個(gè)最佳的控制問(wèn)題是一類逆問(wèn)題，即尋找一個(gè)最佳的控制量制量T Tb b* *，使得系統(tǒng)的泛函指標(biāo)，使得系統(tǒng)的泛函指標(biāo) 達(dá)到極小值。達(dá)到

47、極小值。描述為：描述為： 21*)(),(21)()(niitbibbxMxMJJ5.2 5.2 控制模型控制模型 o對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制空間維數(shù)的對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分布參數(shù)控制空間維數(shù)的分析確定了一維控制的必要性和可操作性；分析確定了一維控制的必要性和可操作性；o對(duì)分布參數(shù)控制的時(shí)間尺度（頻域范圍）的對(duì)分布參數(shù)控制的時(shí)間尺度（頻域范圍）的分析確定了控制穩(wěn)態(tài)分布的合理簡(jiǎn)化。分析確定了控制穩(wěn)態(tài)分布的合理簡(jiǎn)化。o在這兩個(gè)基本前提下，控制模型的建立具有在這兩個(gè)基本前提下，控制模型的建立具有了現(xiàn)實(shí)可行性。了現(xiàn)實(shí)可行性。o選取經(jīng)典的一維穩(wěn)態(tài)模型作為控制模型，來(lái)選取經(jīng)典的一維穩(wěn)態(tài)模型作為控制模型，來(lái)

48、初步驗(yàn)證超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制初步驗(yàn)證超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制的設(shè)計(jì)思想。的設(shè)計(jì)思想。 5.3 5.3 靈敏度分析靈敏度分析 o形狀控制必須進(jìn)行靈敏度分析，以便給出形狀變化的形狀控制必須進(jìn)行靈敏度分析，以便給出形狀變化的趨勢(shì)。趨勢(shì)。n靈敏度函數(shù)反映了控制量與系統(tǒng)狀態(tài)間的內(nèi)在聯(lián)系靈敏度函數(shù)反映了控制量與系統(tǒng)狀態(tài)間的內(nèi)在聯(lián)系n實(shí)時(shí)的根據(jù)燃燒模態(tài)的形狀信息修正自己，并實(shí)時(shí)的反作實(shí)時(shí)的根據(jù)燃燒模態(tài)的形狀信息修正自己，并實(shí)時(shí)的反作用于燃燒模態(tài)上，給出其變化趨勢(shì)。用于燃燒模態(tài)上，給出其變化趨勢(shì)。o靈敏度分析是燃燒模態(tài)形狀控制方法的難點(diǎn)與關(guān)鍵，靈敏度分析是燃燒模態(tài)形狀控制方法的難點(diǎn)與關(guān)鍵，靈敏

49、度的計(jì)算與流場(chǎng)的計(jì)算密切關(guān)聯(lián)，由于涉及到多靈敏度的計(jì)算與流場(chǎng)的計(jì)算密切關(guān)聯(lián)，由于涉及到多燃燒模態(tài)的情況，特別是遇到了靈敏度方程在聲速點(diǎn)燃燒模態(tài)的情況，特別是遇到了靈敏度方程在聲速點(diǎn)的強(qiáng)奇異性問(wèn)題，使得靈敏度的計(jì)算非常困難，為此的強(qiáng)奇異性問(wèn)題，使得靈敏度的計(jì)算非常困難，為此需要引入新的算法解決靈敏度方程在一維跨聲速計(jì)算需要引入新的算法解決靈敏度方程在一維跨聲速計(jì)算時(shí)的強(qiáng)奇異性問(wèn)題。時(shí)的強(qiáng)奇異性問(wèn)題。 5.4 5.4 控制算法控制算法 o形狀控制為非線性優(yōu)化控制問(wèn)題，此方程不便求出的精形狀控制為非線性優(yōu)化控制問(wèn)題，此方程不便求出的精確解，采用最優(yōu)法迭代來(lái)求得最小二乘優(yōu)化結(jié)果。確解，采用最優(yōu)法迭代來(lái)

50、求得最小二乘優(yōu)化結(jié)果。o最優(yōu)法的思想是從接近于精確解的初值出發(fā)，使其沿著最優(yōu)法的思想是從接近于精確解的初值出發(fā)，使其沿著使誤差平方和減小的方向（梯度方向）按某一步長(zhǎng)變化，使誤差平方和減小的方向（梯度方向）按某一步長(zhǎng)變化，從而逐步逼近。從而逐步逼近。o經(jīng)典非線性最小二乘問(wèn)題：經(jīng)典非線性最小二乘問(wèn)題：Gauss-Newton法法n該方法基于對(duì)非線性回歸模型的近似化原理，是一種該方法基于對(duì)非線性回歸模型的近似化原理，是一種較為有效的方法。較為有效的方法。n它利用泰勒級(jí)數(shù)展開的線性項(xiàng)來(lái)近似非線性模型，然它利用泰勒級(jí)數(shù)展開的線性項(xiàng)來(lái)近似非線性模型，然后用線性最小二乘法來(lái)估計(jì)參數(shù)，再通過(guò)最優(yōu)迭代得后用線性

51、最小二乘法來(lái)估計(jì)參數(shù)，再通過(guò)最優(yōu)迭代得到滿足方程的非線性回歸問(wèn)題的最優(yōu)解。到滿足方程的非線性回歸問(wèn)題的最優(yōu)解。 5.5 5.5 基本框架基本框架 o描述超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制規(guī)律的方程描述超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制規(guī)律的方程為差分方程，在形式上屬于離散控制系統(tǒng)。為差分方程，在形式上屬于離散控制系統(tǒng)。o主要包括采樣器、數(shù)字控制器、零階保持器、執(zhí)行主要包括采樣器、數(shù)字控制器、零階保持器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制對(duì)象（燃燒模態(tài)）、靈敏度分析等幾個(gè)機(jī)構(gòu)、控制對(duì)象（燃燒模態(tài)）、靈敏度分析等幾個(gè)部分。部分。+-CombustionModeSensitivityAnalysisD(z)TargetShap

52、eSamplingSwitchDigitalControllerZero-OrderHoldMt(x)M(x)S(x)sLs+11-e-Ts1ActuatorTTTScramjet5.6 5.6 仿真結(jié)果仿真結(jié)果 M)(mx圖3 形狀控制過(guò)程燃燒模態(tài)的變化M)(mx圖4 形狀控制結(jié)果與目標(biāo)形狀的比較5.6 5.6 仿真結(jié)果仿真結(jié)果t (s)J J圖5 形狀控制過(guò)程指標(biāo)函數(shù)隨時(shí)間變化曲線t (s)圖6形狀控制過(guò)程控制量隨時(shí)間變化曲線6、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算法的穩(wěn)定性法的穩(wěn)定性 o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制系統(tǒng)應(yīng)用基于非線性回歸模超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒

53、模態(tài)形狀控制系統(tǒng)應(yīng)用基于非線性回歸模型的最小二乘型的最小二乘Gauss-Newton優(yōu)化算法。優(yōu)化算法。oGauss-Newton法充分利用最小二乘問(wèn)題的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，僅僅法充分利用最小二乘問(wèn)題的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，僅僅利用函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)信息直接獲得利用函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)信息直接獲得Hesse矩陣的近似。矩陣的近似。o由于由于Gauss-Newton法是從法是從Newton法通過(guò)忽略二階導(dǎo)數(shù)法通過(guò)忽略二階導(dǎo)數(shù)的非線性項(xiàng)形成的，因此的非線性項(xiàng)形成的，因此Gauss-Newton法的穩(wěn)定性和性能法的穩(wěn)定性和性能將受到這一忽略的影響。將受到這一忽略的影響。o燃燒模態(tài)控制系統(tǒng)還包含了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)，還需研究帶有執(zhí)燃燒模

54、態(tài)控制系統(tǒng)還包含了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)，還需研究帶有執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)的行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)的Gauss-Newton法的穩(wěn)定性。法的穩(wěn)定性。)(*)(*)(/1/121kkkeOeRLHLTe)(*)(*)(/1/12kkkeOeRLHeLT7、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算法的魯棒穩(wěn)定性法的魯棒穩(wěn)定性o超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)控制模型不可避免超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)控制模型不可避免存在誤差與未建模動(dòng)態(tài)，在理想精度下設(shè)計(jì)存在誤差與未建模動(dòng)態(tài)，在理想精度下設(shè)計(jì)的形狀控制器是否具有魯棒穩(wěn)定性是個(gè)關(guān)鍵的形狀控制器是否具有魯棒穩(wěn)定性是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。問(wèn)題。o所提出利用控制理論的頻域分析與頻域截

55、斷所提出利用控制理論的頻域分析與頻域截?cái)嗉夹g(shù)把復(fù)雜的超聲速流動(dòng)和燃燒場(chǎng)的分布參技術(shù)把復(fù)雜的超聲速流動(dòng)和燃燒場(chǎng)的分布參數(shù)動(dòng)態(tài)控制問(wèn)題簡(jiǎn)化分解為穩(wěn)態(tài)控制問(wèn)題，數(shù)動(dòng)態(tài)控制問(wèn)題簡(jiǎn)化分解為穩(wěn)態(tài)控制問(wèn)題，因此需要對(duì)控制算法進(jìn)行魯棒穩(wěn)定性分析。因此需要對(duì)控制算法進(jìn)行魯棒穩(wěn)定性分析。 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)名義燃燒模態(tài)控制系統(tǒng)Nyquist圖含有一階未建模動(dòng)態(tài)的控制系統(tǒng)Nyquist圖含有二階未建模動(dòng)態(tài)的控制系統(tǒng)Nyquist圖7、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模態(tài)形狀控制算法的魯棒穩(wěn)定性法的魯棒穩(wěn)定性超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)判斷與控制超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)判斷與控制鮑文鮑文 常軍濤常軍濤 于達(dá)仁于達(dá)仁

56、郭新剛郭新剛 李偉鵬李偉鵬 曲亮曲亮1進(jìn)氣道不起動(dòng)問(wèn)題分析進(jìn)氣道不起動(dòng)問(wèn)題分析o起動(dòng)起動(dòng)/不起動(dòng)判斷不起動(dòng)判斷起動(dòng)起動(dòng)/不起動(dòng)分類問(wèn)題不起動(dòng)分類問(wèn)題o低馬赫數(shù)不起動(dòng)和反壓引起的不起動(dòng)低馬赫數(shù)不起動(dòng)和反壓引起的不起動(dòng)2. 基于支持向量機(jī)的高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)基于支持向量機(jī)的高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類不起動(dòng)模式分類o支持向量機(jī)的基本理論和方法支持向量機(jī)的基本理論和方法n支持向量機(jī)（SVM）是AT&T Bell 實(shí)驗(yàn)室的Vapnik等人根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論提出的一種新機(jī)器學(xué)習(xí)方法。n支持向量機(jī)是建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的VC 維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小原理基礎(chǔ)上的，根據(jù)有限的樣本信息在模型的復(fù)雜性和學(xué)習(xí)能力之

57、間尋求最佳折衷，以期獲得最好的推廣能力的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。n把在輸入空間中的線性不可分的數(shù)據(jù)集，通過(guò)內(nèi)積核函數(shù)，非線性的映射到高維特征空間后，變?yōu)榫€性可分的數(shù)據(jù)集，隨后在高維特征空間建立一個(gè)不但能將兩類正確分開，而且使分類間隔最大的最優(yōu)分類面。2基于支持向量機(jī)的高超聲速基于支持向量機(jī)的高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類不起動(dòng)模式分類o特征選擇及分類面特征選擇及分類面n兩組特征：兩組特征：3, 7, 11和和80, 91, 99, 110, 122, 130 n18個(gè)分類面?zhèn)€分類面p2-1.0033p1-6995.3=0 2基于支持向量機(jī)的高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)基于支持向量機(jī)的高超聲速進(jìn)氣道起

58、動(dòng)/不起動(dòng)模式分類不起動(dòng)模式分類o分類方法的對(duì)比分析分類方法的對(duì)比分析n利用粗糙集得到的分類面利用粗糙集得到的分類面如下圖所示。如下圖所示。n但有如下缺點(diǎn)：但有如下缺點(diǎn)：1）使用）使用粗糙集分類方法需要選擇粗糙集分類方法需要選擇切分點(diǎn)，切分點(diǎn)的選擇對(duì)切分點(diǎn)，切分點(diǎn)的選擇對(duì)分類結(jié)果有重要影響。分類結(jié)果有重要影響。2）使用粗糙集方法得到的分使用粗糙集方法得到的分類結(jié)果魯棒性不強(qiáng)。類結(jié)果魯棒性不強(qiáng)。 3基于基于FLD分析的進(jìn)氣道起動(dòng)分析的進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)最優(yōu)不起動(dòng)最優(yōu)分類準(zhǔn)則研究分類準(zhǔn)則研究oFisher線性判別分析（線性判別分析（FLD）廣泛應(yīng)用于模式分類。）廣泛應(yīng)用于模式分類。Fisher首先

59、提首先提出這種方法并應(yīng)用到分類。出這種方法并應(yīng)用到分類。FLD分析的核心思想是尋找有效的分分析的核心思想是尋找有效的分類方法，通過(guò)向這個(gè)方向投影便于更好的進(jìn)行分類。類方法，通過(guò)向這個(gè)方向投影便于更好的進(jìn)行分類。o考慮把考慮把d維空間中的數(shù)據(jù)點(diǎn)投影到一條直線上，即使不同類的樣本維空間中的數(shù)據(jù)點(diǎn)投影到一條直線上，即使不同類的樣本點(diǎn)在點(diǎn)在d維空間中能夠形成互相分離的，各自內(nèi)部緊湊的集合，向任維空間中能夠形成互相分離的，各自內(nèi)部緊湊的集合，向任意方向的直線作投影也有可能把這些不同類的數(shù)據(jù)點(diǎn)混在一起，意方向的直線作投影也有可能把這些不同類的數(shù)據(jù)點(diǎn)混在一起，反而降低了分類的效果。反而降低了分類的效果。o通

60、過(guò)合適的選擇投影直線，我們還是能夠找到最大限度區(qū)分各類通過(guò)合適的選擇投影直線，我們還是能夠找到最大限度區(qū)分各類數(shù)據(jù)點(diǎn)的投影方向。數(shù)據(jù)點(diǎn)的投影方向。 3基于基于FLD分析的進(jìn)氣道起動(dòng)分析的進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)不起動(dòng)最優(yōu)分類準(zhǔn)則研究最優(yōu)分類準(zhǔn)則研究p=p1-0.557p2 3基于基于FLD分析的進(jìn)氣道起動(dòng)分析的進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)不起動(dòng)最優(yōu)分類準(zhǔn)則研究最優(yōu)分類準(zhǔn)則研究o分類準(zhǔn)則的物理意義分類準(zhǔn)則的物理意義np1位于進(jìn)氣道第一道斜激波的后面，其大小取決于激波的強(qiáng)位于進(jìn)氣道第一道斜激波的后面，其大小取決于激波的強(qiáng)度，也就是與自由來(lái)流馬赫數(shù)、壓力和攻角有關(guān)，其大小可度，也就是與自由來(lái)流馬赫數(shù)、壓力和攻角有關(guān)