可行SLP法在发动机在线优化中的应用

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1、第31卷第4期2010年4月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRoNAUTICASINICAV01．31No．4Apr。2010文章编号：1000一6893(2010)04—0663一08可行SLP法在发动机在线优化中的应用张海波，孙健国(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)ApplicationofFeasibleDescentSequentialLinearProgrammingtoAeroengineonlineOptimizationZhangHaibo，SunJianguo(Conege

2、ofEnergy&PowerEnginee“ng，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：研究了航空发动机在线优化算法问题。基于序列可行方向法，提出了一种用于解决一般非线性优化问题改进的序列线性规划(SLP)在线优化算法——可行下降序列线性规划(FSI，P)方法。其显著特点是通过适当的步长修正算法，在保证目标函数下降的同时，确保解的可行性。根据对偶理论证明了其核心算法的收敛性，对步长修正原理进行了数学分析，并详细介绍了算法实现途径。

3、基于上述优化算法，以某型双转子涡扇发动机最大推力模式为仿真箅例。验证了该算法在解决航空发动机在线优化问题时，相比传统的序列优化方法，在提高优化算法解的可行性方面效果更好。关键词：航空发动机；在线优化算法；序列线性规划方法；步长修正；最大推力模式中图分类号：V233．7文献标识码：AAbstmct：Aeroengineonlineoptimizationmethodsarestudiedinthisarticle．Animprovedsequentiallinearprogramming(SLP)methodcalledfeasi

4、bledescentsequentiallinearprogramming(FSLP)isproposedtosolvenomalnonlinearoptimizationproblems，andnotonlytheoptimalitybutalsothefeasibi“tyisguaranteedbyanappropriatestepmodificationalgorithTll．TheconvergenceofthecorealgorithmofFSLPisprovedaccordingtothedualitytheory．

5、Theprincipleofthestepmodificationalgorithmisanalyzed，andthenumericalrecipereali—zingthisalgorithmisintroducedindetail．Asasimulatione船mple，theFSLPalgorithmisappliedtointhema】【imumthrustcontrolmodefortheperformanceofacertaintwo．sp00lturbofanenmne．Thesimulationre．sultss

6、howthatFSLPpossessesgreaterfeasibilitythanthetraditionalsequentialoptimizationprogrammingmethodinsolvingaeroengineonlineoptimizationproblems．1【eywords：aeroengine；onlineoptimizationalgorithm；sequentia¨inearprogrammingmethod；st印modifica—tion：maximumthrustcontrolmode发动机

7、在线优化控制问题一直是国内外航空发动机控制理论与工程界研究的热点[1{]，由于其可以在不增加额外硬件设施的条件下，仅利用在线的优化控制程序提高发动机在不同飞行任务段的性能(如爬升时增加发动机推力)，其工程效益十分明显。发动机在线优化控制历经十几年的发展，虽取得不少进展，但仍留有许多问题需要解决。在线优化算法选择，因优化对象——发动机的多维性、非线性和非凸性明显，显得十分棘手。优化算法要求精度高，计算复杂度低，实时性好以满足工程实际需求。对于非线性约束优化对象，重要的收藕日期：2009—02—19：修订日期：2009一05一18基

8、金项目：国家自然科学基金(50576033)通讯作者：张海渡E—mail：zn—zhhb@126．com一类解决方法是序列优化法，包括：序列线性规划(SLP)法、序列二次规划法和序列增广拉格朗日牛顿法等，其中SLP法因计算复杂度低，实时性好，编程实现方便的特点，