基于纳什最优分布式预测控制的发动机能量管理
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作者:
作者单位:

南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016

作者简介:

通讯作者:

肖玲斐,女,博士,副教授,E-mail: lfxiao@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金(62373185)。


Engine Energy Management Based on Nash Optimal Distributed Model Predictive Control
Author:
Affiliation:

College of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China

Fund Project:

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    摘要:

    针对多电飞机的推进系统和电力系统既相互关联又在一定程度上相互独立的情况,提出一种基于纳什最优分布式预测控制的多电航空发动机能量管理算法。首先提出了一种多电航空发动机能量管理系统架构,并对该系统各部分建模。其次针对该被控对象,基于纳什最优理论,提出了一种考虑交互变量的分布式预测控制算法。再次对该算法收敛性进行了分析与证明,给出了收敛性条件。最后,基于部件级模型的仿真实验表明,该能量管理架构及基于纳什最优分布式预测控制算法响应迅速,有良好的控制性能,对航空发动机施加控制时调节时间小于2 s,且能保证直流母线电压在合适范围内,能处理好变化的负载。

    Abstract:

    In the context of the interconnection and partial independence of the propulsion and electric power systems of more electric aircraft, a more electric aircraft engine energy management algorithm based on Nash optimal distributed model predictive control is proposed. Initially, an architecture for the energy management system of more electric aircraft engines is introduced, and each part of the system is modeled. Subsequently, for the controlled object, a distributed predictive control algorithm considering interactive variables is proposed based on Nash optimal theory. Furthermore, the convergence of this algorithm is analyzed and proven, with convergence conditions provided. Simulation experiments based on component-level models demonstrate that the proposed energy management architecture, along with the Nash equilibria-based optimal distributed predictive control algorithm, exhibits rapid response and superior control performance. When applied to the aircraft engine control, the adjustment time is less than 2 s, and it ensures that the DC bus voltage remains within an appropriate range, effectively managing variable loads.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

肖玲斐,谭雨硕,刘佩松,胡峻源.基于纳什最优分布式预测控制的发动机能量管理[J].南京航空航天大学学报,2025,57(4):620-629

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  • 收稿日期:2024-04-17
  • 最后修改日期:2024-12-27
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  • 在线发布日期: 2025-09-02
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