自己“掌控”自己的航太發動機
- 發佈時間：2015-04-16 01:30:38 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月15日電 （通訊員齊渡謙 記者付毅飛）記者15日從中國航太科工集團三院31所獲悉，該所近日在H∞魯棒多變數控制方面取得重大突破，將在本月進行正式地面試驗驗證。如果取得成功，意味著中國H∞魯棒多變數控制將首次成功應用於航太發動機。
發動機多變數控制是指針對多輸入、多輸出的耦合系統，利用其耦合關係來獲得多種參數跟蹤的最優控制。“簡單來説，就是讓發動機更智慧，擁有‘自主思維意識’，可以在運作過程中通過壓力、轉速等之間的耦合關係調整自身，達到最佳飛行效果。”31所控制專業負責人説。
與發動機單變數控制相比，多變數控制智慧程度更高，隨之複雜度也成倍增加。“就像玩魔方一樣，每轉動一下，就如同改變了一個變數，隨之造成其他面跟著變化，可謂是牽一髮、動全身。”該負責人説，“其關鍵之一就是理清變化的規律。”
同時該負責人介紹，多變數控制的另一個關鍵在於“魯棒”性。“魯棒”是英文單詞“robust”（強健）的音譯，意指控制參數在一定範圍變化時，系統保持穩定的能力。
H∞控制理論是魯棒控制理論之一，出現于上世紀80年代。然而這種多變數控制被稱作自控專業禁區，即使是一些發動機強國，也僅是在部分項目上進行過嘗試。“多變數控制是讓發動機擁有自己的靈魂，來實現其自身性能的最大發揮，可有效提升一款發動機産品的馬赫數、飛行高度等工作範圍，具有重大現實意義。隨著科技的發展，多變數控制已經成為國際控制工程研究的主流，理論水準的提高和研究手段的創新，成為其工程化應用的強心劑。”該負責人介紹，31所從2011年起開展了H∞魯棒多變數控制在航太發動機領域的理論驗證。通過三年多的努力，研究團隊在原理論的基礎上，建立了更為精細的發動機模型與更為完善的控制規律，重新在數學層面上深入剖析了H∞魯棒多變數控制理論，找到其與航太發動機動力控制的完美切合點，並有望很快實現工程化應用。
“多年來我們大多在做研倣式創新，而這次H∞魯棒多變數控制的工程化應用則是一次原始性創新。”該負責人説，“相信在不久的將來，我們的航太發動機就能擁有真正的‘中國魂’。”
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