冲压发动机连续可调喷管模糊控制研究

doi:10.13675/j.cnki.tjjs.190437

推进技术 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (2): 449-458.DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190437

冲压发动机连续可调喷管模糊控制研究

董蒙¹，栾希亭²，梁俊龙¹，呼延霄¹

1.西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室，陕西西安 710100;2.航天推进技术研究院，陕西西安 710100

出版日期:2021-02-02 发布日期:2021-08-15
作者简介:董蒙，博士生，研究领域为发动机系统设计。E-mail：mengdong73@163.com

Fuzzy Control of Continuous Adjustable Nozzle in Ramjet

1.Science and Technology on Liquid Rocket Engine Laboratory，Xi’an Aerospace Propulsion Institute，Xi’an 710100，China;2.Academy of Aerospace Propulsion Technology，Xi’an 710100，China

Online:2021-02-02 Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 为了提高几何可调冲压发动机尾喷管控制性能，针对具有静差与动态不对称特性的连续可调喷管作动系统，采用模糊控制算法进行控制器设计，并利用自适应遗传算法进行控制器参数优化，最后将模糊控制系统与PID控制系统进行性能对比。结果表明，相较于常规模糊控制系统，优化后的模糊控制系统消除了稳态误差，减小了大小喉径在调节时间上的差异，鲁棒性较强。相较于优化后的PID控制系统，优化后的模糊控制系统在保证无稳态误差的基础上，具有更短的调节时间与更小的超调量，跟踪信号时具有更小的误差包络，优化后的模糊比PID控制系统性能提高2.6倍。总之，基于自适应遗传算法优化的连续可调喷管模糊控制系统比PID控制系统性能更高，能够满足高动态几何可调冲压发动机提出的响应快、调节精准、超调小的要求。

关键词: 连续可调喷管;作动系统;自适应遗传算法;模糊控制;PID控制;冲压发动机

Abstract: In order to improve the performance of nozzle control of variable geometry ramjet engine， fuzzy control algorithm was adopted to design the fuzzy controller， adaptive genetic algorithm was used to optimize the parameters， and then the fuzzy control system was compared with PID control system in view of steady error and asymmetric dynamic characteristics of continuous adjustable nozzle actuation system. The results show that compared with the conventional fuzzy control system， the optimized fuzzy control system eliminates the steady error， shorten the difference of response time between small and large throat diameter， and has strong robustness. The performance of the optimized fuzzy control system is 2.6 times higher than that of the PID control system. Compared with the optimized PID control system， the optimized fuzzy control system of continuous adjustable nozzle has shorter adjustment time and smaller overshoot based on ensuring no steady error， and has smaller error envelope when tracking the signal. In a word， the fuzzy actuation control system based on adaptive genetic algorithm can meet the requirements of high dynamic ramjet for fast response， precise adjustment and small overshoot.

Key words: Continuous adjustable nozzle;Actuation system;Adaptive genetic algorithm;Fuzzy control;PID control;Ramjet

董蒙，栾希亭，梁俊龙，呼延霄. 冲压发动机连续可调喷管模糊控制研究[J]. 推进技术, 2021, 42(2): 449-458.

DONG Meng¹, LUAN Xi-ting², LIANG Jun-long¹, HUYAN Xiao¹. Fuzzy Control of Continuous Adjustable Nozzle in Ramjet[J]. Journal of Propulsion Technology, 2021, 42(2): 449-458.

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Fuzzy Control of Continuous Adjustable Nozzle in Ramjet

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