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中国H∞鲁棒多变量控制将进行地面试验验证

中国H∞鲁棒多变量控制将进行地面试验验证
  记者幸运飞艇4月15日从中国航天科工集团三院31所获悉,该所近日在H∞鲁棒多变量控制方面取得重大突破,将在本月进行正式地面试验验证。如果取得成功,意味着中国H∞鲁棒多变量控制将首次成功应用于航天发动机。 幸运飞艇

  发动机多变量控制是指针对多输入、多输出的耦合系统,利用其耦合关系来获得多种参数跟踪的最优控制。“简单来说,就是让发动机更智能,拥有‘自主思维意识’,可以在运行过程中通过压力、转速等之间的耦合关系调整自身,达到最佳飞行效果。”31所控制专业负责人说。

  与发动机单变量控制相比,多变量控制智能程度更高,随之复杂度也成倍增加。“就像玩魔方一样,每转动一下,就如同改变了一个变量,随之造成其他面跟着变化,可谓是牵一发、动全身。”该负责人说,“其关键之一就是理清变化的规律。”

  同时该负责人介绍,多变量控制的另一个关键在于“鲁棒”性。“鲁棒”是英文单词“robust”(强健)的音译,意指控制参数在一定范围变化时,系统保持稳定的能力。

  H∞控制理论是鲁棒控制理论之一,出现于上世纪80年代。然而这种多变量控制被称作自控专业禁区,即使是一些发动机强国,也仅是在部分项目上进行过尝试。“多变量控制是让发动机拥有自己的灵魂,来实现其自身性能的最大发挥,可有效提升一款发动机产品的马赫数、飞行高度等工作范围,具有重大现实意义。随着科技的发展,多变量控制已经成为国际控制工程研究的主流,理论水平的提高和研究手段的创新,成为其工程化应用的强心剂。”该负责人介绍,31所从2011年起开展了H∞鲁棒多变量控制在航天发动机领域的理论验证。通过三年多的努力,研究团队在原理论的基础上,建立了更为精细的发动机模型与更为完善的控制规律,重新在数学层面上深入剖析了H∞鲁棒多变量控制理论,找到其与航天发动机动力控制的完美切合点,并有望很快实现工程化应用。

  “多年来我们大多在做研仿式创新,而这次H∞鲁棒多变量控制的工程化应用则是一次原始性创新。”该负责人说,“相信在不久的将来,我们的幸运飞艇航天发动机就能拥有真正的‘中国魂’。”