基于耦合分析的热流系统协同设计

作     者：温宇钒 何婷 李东海 WEN Yu-fan;HE Tingy;LI Dong-hai

作者机构：暨南大学能源电力研究中心国际能源学院广东珠海519070 清华大学能源与动力工程系北京100084 

基　　金：航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2021-A-I-003-002) 广东省基础与应用基础研究基金项目(2021A1515110398) 暨南大学中央高校基本科研业务费项目(21621047)资助 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      码：118-126页

摘      要：作为综合能源系统的一部分,热流系统通常在稳态假设下设计其物理系统,在此基础上设计控制器.这种方法忽略了系统与控制器设计间的耦合关系,导致系统暂态性能不佳.为此,本文提出一种协同设计方法,以系统总质量、熵产率以及控制效果为设计度量,基于热流系统数学模型及其熵产率模型,结合嵌套设计方法和同步设计方法完成系统设计.考虑到设计过程中设计参数多、变量范围大的问题,引入时间序列模式距离,构造相关度度量函数来分析物理系统与控制器之间的耦合关系,从而减少非耦合参数.同时,利用数据分析方法进一步缩小了待设计参数范围.为验证方法的有效性,以一个理想热流系统为设计实例,仿真结果表明,通过相关度度量函数及其数据分析,可以将设计参数个数减少66%,选取范围缩小26%.相比于传统顺序设计方法,经过协同设计方法设计的系统控制误差可减少29%,且设计控制器抗扰能力也优于频域方法和SIMC方法.

主 题 词：热流系统 设计优化 整体设计 耦合分析 

学科分类：080702[080702] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2023.20193

馆 藏 号：203126127...