《基於混合螺旋槳相同步控制的渦槳發動機主動降噪研究》是依託南京航空航天大學，由黃向華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於混合螺旋槳相同步控制的渦槳發動機主動降噪研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃向華
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在發動機/螺旋槳/飛機綜合控制系統基礎上，開展基於相同步技術的主動降噪減振基礎理論和關鍵技術研究。針對國內試驗條件不足，提出求解機艙噪聲振動理論模型的方法獲得螺旋槳特性向量，通過最佳化理論求同步相角。提出多槳葉相平面設計概念設計轉速/相同步控制策略，根據偏差關係和相角控制許可權解決轉速/相同步控制中的切換擾動問題，並使主從螺旋槳的槳葉相角差可就近定義，提高回響速度。功率/轉速混合相同步控制系統採用燃油控制系統來繞過螺旋槳控制系統的非線性以避免極限環現象，通過速度/相同步控制迴路的主調節作用和疊加在功率控制迴路的微調作用保證控制速度，又提高控制精度。通過發動機和螺旋槳建模、機艙噪聲振動建模等研究手段，設計相同步、燃油和功率調節協同工作系統，從理論分析入手，同時利用可獲得的試驗數據，開展基於相同步技術的渦槳飛機的降噪減振的基本理論分析和關鍵技術的研究，以滿足對渦槳發動機經濟性、環保性和適航性需求。
結題摘要
裝配新一代渦槳發動機的運輸機具有耗油率低、功率反應迅速、速度特性和機動能力好等特點，但其最大的缺點在於螺旋槳噪聲較大，螺旋槳相同步控制是降低機艙噪聲和振動的有效方法，且不會增加飛機的額外重量。本項目研究渦槳發動機相同步控制的基礎科學問題，已完成申請書中全部內容,取得的主要成果有：（1）提出分散式相角尋優方案，與傳統的相角尋優方案相比，採用模組化的設計提高通用性、可維護性，採用匯流排連線大大減少線纜的體積和重量，安裝方便，擴展性強。（2）提出全從相同步控制方案，與傳統的主從相同步控制方案相比，能提高控制器的通用性和可維護性，利於分散式控制的實現，並有效抑制螺旋槳受到的外界干擾對相角造成的擾動和轉速階躍下的相角抖動。（3）搭建了相同步控制降噪實驗平台，採用兩台伺服電機帶動螺旋槳模擬渦槳發動機螺旋槳噪聲進行降噪研究，並用上位機實現了相角線上尋優。通過實驗平台驗證了全從相同步控制方案、鎖相環控制和模糊控制算法以及相同步控制策略的性能。（4）提出一種改進的噪聲向量模型辨識方法，大大降低通信延時對辨識精度的影響。開展了噪聲向量模型辨識實驗，研究了不同的數據採集條件對辨識精度的影響，辨識實驗結果表明改進的辨識方法能提高辨識精度。提出將改進的蟻群算法套用於四螺旋槳飛機的相角尋優，仿真結果表明該算法能大大減少計算量。（5）針對渦槳發動機燃油控制、功率控制和相同步控制各系統混合協調的問題，提出了執行機構控制指令疊加脈衝法、轉速指令偏差法、轉速/功率混合的指令偏差法等相同步控制策略；提出了轉速/相同步控制轉換方法解決轉速/相同步控制中的切換擾動問題。建立了渦槳發動機/螺旋槳一體化模型，仿真結果驗證了轉速/功率/相同步綜合控制系統的性能。
