超燃冲压发动机燃烧室传感器最佳位置选择.pdf

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1、第22卷第3期航空动力学报VoI.22No.32007年3月JournalofAerospacePowerMar.2007日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日文章编号：1000-8055（2007）03-0475-05超燃冲压发动机燃烧室传感器最佳位置选择11122鲍文，郭林春，崔涛，林敏，牛军（1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001；2.中国航天科工集团公司31所，北京100074）摘要：超燃冲压发动机的燃烧控制和性能评估需要有效的燃烧室测量信

2、息，而如何确定传感器的最佳位置和数量是非常重要的，要求选择最小的传感器数目和最佳的测量位置来较准确的描述燃烧室工作特性.这是一个组合优化问题，直接求解比较复杂.为此本文利用遗传算法对超燃冲压发动机燃烧室的测点位置和数量进行了选择，利用遗传算法的全局最优搜索和大规模并行计算能力来获得最佳的传感器位置和数量.关键词：航空、航天推进系统；超燃冲压发动机；最佳位置选择；遗传算法中图分类号：V233.7文献标识码：AOptimalsensorlocationofscramjetcombustor111BAOWen，GUOLin

3、-chun，CUITao，22LINMin，NIUJun（1.SchooIofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnoIogy，Harbin150001，China；2.The31stResearchInstitute，ChinaAerospaceScienceandIndustryCorporation，Beijing100074，China）Abstract：CombustioncontroIandperformanceevaIuationforscr

4、amjetsneedeffectivemeas-urementinformation，thereforeitisimportanttochoosetheoptimaIIocationandnumberofsensors.ThisprobIemisacombinatoriaIoptimizationprobIemwhichisdifficuIttosoIve.ThispaperappIiesgeneticaIgorithmtochoosetheoptimaIIocationandnumberofsensors，andt

5、hegeneticaIgorithmperformsaparaIIeI，non-comprehensivesearchforthegIobaIoptimaIresuIts.Keywords：aerospacepropuIsionsystem；scramjet；optimaIsensorIocation（OSL）；geneticaIgorithm（GA）超燃冲压发动机流场复杂，充满了复杂的激在地面试验中，超燃冲压发动机燃烧室测量流场波系，特别是进气道、隔离段产生的厚边界层和分参数的传感器可以安置很多个，而在飞行试验中离

6、流与燃烧室中众多的燃烧射流以及漩涡结构的不可能有那么多.因此选择最小的传感器数目和［1，2］相互作用更是增加了描述流场的复杂度，给最佳的测量位置是十分必要的.针对此问题，本文发动机参数测量和状态描述带来了极大的挑战.借鉴组合优化问题的研究思路，尝试利用遗传算为了提高发动机的控制性能，就必须在这样恶劣法对超燃冲压发动机燃烧室的测点位置和数量进［3-5］的环境下比较准确地测量发动机的特性参数.行选择.收稿日期：2006-03-02；修订日期：2006-07-31作者简介：鲍文（1970-），男，山东泰安人，哈尔滨工业大学

7、能源科学与与工程学院教授、博士生导师，博士，主要从事动力系统建模、仿真与控制的研究.476航空动力学报第22卷种优化算法，粗略地划分为传统算法和非传统算1最佳测量位置选择问题的提出法两大类.传统算法主要有有效独立法（CDE1.1控制性能的提高对测量系统的要求法）、模型缩减法、模态能量法和推断法等；非传统算法主要有模拟退火法、神经网络法和遗传算超燃冲压发动机宽马赫数范围工作的特性决法等.各种算法各有其应用的合适范围、优势和局定了控制系统的重要性，控制系统的性能优劣对［6，7］限性.遗传算法是一种高效并行优化概率搜发动机

8、的工作性能影响非常大.为了提高发动机索方法，具有全局最优和隐含并行性两方面的优的性能，实际飞行中需要进行闭环控制，而闭环控越性，适用于大规模并行计算.制首要的问题就是要对发动机的运行参数进行测量和估算，这就要求在发动机上安装多个传感器2基于遗传算法的测点选择方法来获取运行数据.对控制系统来说，一个重要的问题是对传感器和执行起等控制部件的数目和测