Гібридний генетичний підхід до побудови розподіленої системи автоматичного керування авіаційних двигунів

Autor: Tovkach, S.S.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Вісник двигунобудування; № 2 (2019): Вісник двигунобудування
Вестник двигателестроения; № 2 (2019): Вестник двигателестроения
Herald of Aeroenginebuilding; № 2 (2019): Herald of aeroenginebuilding
ISSN: 1727-0219
Popis: Стаття присвячена розробці системних підходів до побудови розподіленої інформаційної системи автоматичного керування (САК) авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД). Визначено, що для системи автоматичного керування авіаційного газотурбінного двигуна може бути забезпечено використання комплексу математичних моделей двигуна: динамічну повузлову, багаторежимну спрощену та лінійну модель. Для спрощеної схеми процесу розробки та узгодження математичної моделі системи автоматичного керування газотурбінного двигуна розглянуто використання просторового методу розрахунку розташування вузлів газотурбінного двигуна - гібридного підходу до побудови методів оптимізації систем керування газотурбінних двигунів із застосуванням генетичного алгоритму в якості «скелету» гібридного підходу і адаптивного методу оптимізації для визначеного вузла математичної моделі системи керування авіаційного газотурбінного двигуна. Запропоновано схему генетичного алгоритму: кодування, кодування геномів у вигляді дерев, ініціалізація, оцінювання - функція оцінювання, оцінювання - генетичні оператори, умова завершення (межа популяції та задоволення похибки) та параметри алгоритму (розмір популяції, глибина дерева, частота застосування операторів). За рахунок використання програми gatool (optimization tool) розглянуто розв’язок задачі максимізації функції Растрігіна за допомогою гібридної функції patternsearch та заданням функції користувача, кількості змінних цільової функції, матриць обмежень. Для графічної інтерпретації наведено результуючі графіки при фіксуванні параметра Best Fitness та Best Individual, що визначає кращу особину або вузол електронної системи керування авіаційного газотурбінного двигуна та тривимірне представлення функції Растрігіна. Після проведення чисельного експерименту запропоновано використання розподіленої інформаційної системи автоматичного керування газотурбінного двигуна на базі ідеально упорядкованої області та алгоритму формування хромосоми вузла електронної системи керування авіаційного газотурбінного двигуна
The article is devoted to the development of system approaches for the construction of a distributed information system of automatic control (ACS) of aviation gas turbine engines (GTE). It has been determined that for the automatic control system of an aviation gas turbine engine, the use of a complex of mathematical models of the engine can be provided: dynamic node-by-node, multi-mode simplified and linear model. For a simplified scheme of the development and coordination of a mathematical model of an automatic control system for a gas turbine engine, the use of a spatial method for calculating the location of gas turbine engine nodes — a hybrid approach to building optimization methods for gas turbine engine control systems using a genetic algorithm as a “skeleton” of a hybrid approach and an adaptive method of optimization for a certain node of the mathematical model of the aviation control system gas turbine engine — is considered. A scheme of a genetic algorithm is proposed: coding, coding genomes in the form of trees, initialization, evaluation — evaluation function, evaluations — genetic operators, termination condition (population limit and error pleasure) and algorithm parameters (population size, tree depth, operator frequency). Through the use of the gatool (optimization tool) program, the solution of the problem of maximizing the Rastrigin function using the hybrid function patternsearch and setting the user function, the number of variables of the target function, and constraint matrices is considered. For graphical interpretation, the resulting graphs are given when the Best Fitness and Best Individual parameters are fixed, which determines the best individual or node of the electronic control system of an aviation gas turbine engine and a three-dimensional representation of the Rastrigin function. After carrying out a numerical experiment, the use of a distributed information system of the automatic control system of a gas turbine engine on the basis of a perfectly ordered area and an algorithm for the formation of a chromosome of an electronic control unit node of an aviation gas turbine engine was proposed
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: