分布式混合电推进系统动态实时建模与控制
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作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016;2.中国航发沈阳发动机研究所,沈阳 110066

作者简介:

通讯作者:

周文祥,男,教授,E-mail:zhouwx@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V237

基金项目:


Real-Time Dynamic Modeling and Control of Distributed Hybrid Electric Propulsion System
Author:
Affiliation:

1.College of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China;2.AECC Shenyang Engine Research Institute, Shenyang 110066, China

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    摘要:

    为了对分布式混合电推进系统进行性能分析及控制方法研究,建立了半涡电分布式推进(Turbo-electric distributed propulsion, TeDP)系统的动态实时模型。基于部件级建模方法搭建了涡扇发动机、涵道风扇以及电机等动态模型。采用分布式迭代的方式,设计了一种基于功率平衡的半涡电分布式推进系统的实时计算方法以提高实时性。提出了一种基于增量式模糊逻辑的能量分配策略以保证主发动机与电系统的稳定安全运行。计算结果表明:模型在主频为2.1 GHz的计算机上平均单步仿真耗时0.126 ms,初步验证了模型的实时性。所设计的能源分配策略能有效根据电池电流、荷电状态(State of charge, SOC)来调节低压轴提取功率,保证电流不超限,同时电池SOC处于健康范围。

    Abstract:

    To conduct performance analysis and control method research on distributed hybrid electric propulsion systems, a dynamic real-time model of partially turbo-electric distributed propulsion (TeDP) system is developed. Dynamic models of a turbofan engine, ducted fans, and motors are built based on component level modeling methods. A real-time calculation method for TeDP system based on power balance is designed using distributed iteration to improve real-time performance. An incremental fuzzy logic-based energy distribution strategy is proposed to ensure the stable and safe operation of the main engine and electrical system. Results indicate that the model’s actual time consumption for single step simulation on a 2.1 GHz computer is 0.126 ms, preliminarily verifying its real-time performance. The designed energy distribution strategy effectively ensures that the battery’s current limits are not exceeded and the state of charge(SOC) remains within a healthy range by adjusting low-pressure shaft extraction power.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈子言,周楠,严家桐,姜彩虹,周文祥.分布式混合电推进系统动态实时建模与控制[J].南京航空航天大学学报,2025,57(4):702-712

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  • 收稿日期:2024-09-14
  • 最后修改日期:2024-11-11
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  • 在线发布日期: 2025-09-02
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