一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法与流程

本申请属于气动力预测领域，特别涉及一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法。

背景技术：

1、安装二元推力矢量发动机的战斗机由于具备了两个方向的操纵力矩，因此可以完成常规飞机无法完成的大迎角过失速机动动作飞行，具有较高的应用前景。但实际使用过程中，由于二元矢量喷管的结构特点，易在特定区域发生结构的形变，尤其是在例如大马赫数飞行等严苛的工况条件下，喷管的收敛、扩张调节片均承受较强的气动载荷，从而发生弹性形变，导致按照预设几何关系进行控制的矢量角度发生偏差，导致需求的侧向力发生偏离，不利于特定情况下飞机的机动动作和姿态保持等，需要加以解决，由于结构特点不易改变，因此需要对二元矢量喷管的矢量角度情况进行判断，使得矢量角度控制排除弹性变形的影响，实现角度精准控制。

2、目前，现有技术多是通过预设几何关系检查运动执行机构是否到位来检查矢量角度的控制精度，具体为基于几何正反解公式按数学和几何关系对运动执行机构控制，只监控运动机构的位移情况，对于矢量喷管调节片的弹性变形和实际的气动位置变化情况均未考虑，因此也没有针对变形设计相应的识别和纠正控制方法，导致在特定区域，矢量角度和侧向推力发生偏离。

3、因此如何对二元矢量喷管的矢量角度进行更准确的控制是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，以解决现有技术预测矢量角度未考虑矢量喷管调节片的弹性变形和实际的气动位置变化情况导致预测不够精准的问题。

2、本申请的技术方案是：一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，包括：

3、根据矢量角度控制基本原理，确定影响矢量角度的环节为喉道a8和上下两侧调节片a9的位置；

4、进行台架试验及高空台试验，获取台架试验及高空台试验数据，根据台架试验及高空台试验数据分别建立a8偏离量预测模型和a9偏离量预测模型；

5、根据a8偏离量预测模型和a9偏离量预测模型和全部修正输入参数计算出a8偏离量deltaa8和a9偏离量deltaa9，得到真实的a8和a9作动位置，而后带入到何正反解算公式中，计算出需要调整的a8作动位置la8和a9作动位置，得出喉道调整系数x_la8修、上侧调节片调整系数x_la9s修、下侧调节片调整系数x_la9x修，最终得到实际需要的控制目标角度量。

6、优选地，所述a8偏离量计算模型为：

7、deltaa8＝[a*(p6-ph)2+b*(p6-ph)+c]*xn*xp*xpla

8、式中，p6为舱压，ph为涡轮后排气压力，a、b、c为拟合公式的系数，xn为转速修正，xp为考虑压力偏差进行的修正，xpla为考虑发动机加力状态气动力增加进行的修正。

9、优选地，所述a9偏离量预测模型为：

10、deltaa9s＝deltaa8*x几何折算s*xδ

11、deltaa9x＝deltaa8*x几何折算x*xδ

12、式中，s代表上侧调节片，x代表下侧调节片；x几何折算为根据a8和a9之间的放大折算系数，xδ为偏转修正系数。

13、优选地，所述放大折算系数由a8和a9之间的几何关系确定。

14、优选地，所述控制目标角度量为：

15、δ目标＝f(a8,矢量角,面积比,x_la9s修,x_la9x修)。

16、优选地，进行气动机理分析时，将发动机喷管沿轴向方向间隔设置多个节点，获取每个节点的内部压力、外部压力、温度等和节点处的结构参数，通过相邻节点的结构参数计算结构变形量，将结构变形量与内部压力、外部压力、温度等参数进行对比分析，确定结构变形量的影响因素。

17、本申请的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，通过先进行台架试验及高空台试验，获取台架试验及高空台试验数据，并获取台架试验及高空台试验数据，进行气动机理分析，确定影响变形的主要因素；而后根据影响变形的主要因素分别建立对一你该的偏离量预测模型；最后根据偏离量预测模型，计算得到真实的喷管喉道位置和上下调节片位置，进而通过几何正反解公式计算出需要调整的喷管喉道作动位置和上下调节片作动位置。可有效解决由于喷管机构发生弹性形变导致的矢量角偏离的问题，可实现包括弹性变形预测和矢量角的纠正控制两大功能，实现在特定飞行区域内根据气动参数对弹性变形量进行的估算和预测。

技术特征：

1.一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于，所述a8偏离量计算模型为：

3.如权利要求1所述的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于，所述a9偏离量预测模型为：

4.如权利要求3所述的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于：所述放大折算系数由a8和a9之间的几何关系确定。

5.如权利要求1所述的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于，所述控制目标角度量为：

6.如权利要求1所述的基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，其特征在于：进行气动机理分析时，将发动机喷管沿轴向方向间隔设置多个节点，获取每个节点的内部压力、外部压力、温度等和节点处的结构参数，通过相邻节点的结构参数计算结构变形量，将结构变形量与内部压力、外部压力、温度等参数进行对比分析，确定结构变形量的影响因素。

技术总结本申请属于气动力预测领域，为一种基于气动力预测的矢量发动机偏转角度修正控制方法，通过先进行台架试验及高空台试验，获取台架试验及高空台试验数据，并获取台架试验及高空台试验数据，进行气动机理分析，确定影响变形的主要因素；而后根据影响变形的主要因素分别建立对一你该的偏离量预测模型；最后根据偏离量预测模型，计算得到真实的喷管喉道位置和上下调节片位置，进而通过几何正反解公式计算出需要调整的喷管喉道作动位置和上下调节片作动位置。可有效解决由于喷管机构发生弹性形变导致的矢量角偏离的问题，实现在特定飞行区域内根据气动参数对弹性变形量进行的估算和预测。技术研发人员：康忱,高为民,白伟,任智博受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13