自己“掌控”自己的航天发动机
- 发布时间：2015-04-16 01:30:38 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京4月15日电 （通讯员齐渡谦 记者付毅飞）记者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。
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，我们的航天发动机就能拥有真正的‘中国魂’。”
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