西北工业大学雷涛获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法和装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115167291B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210520483.2,技术领域涉及:G05B19/418;该发明授权基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法和装置是由雷涛;畅菁;王润龙;卢康;邓舒豪;张晓斌设计研发完成,并于2022-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法和装置在说明书摘要公布了:本发明实施例公开了一种基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法和装置。该方法包括:根据飞机的电力系统和热管理系统耦合架构,分别建立动态和稳态模型、图论模型;基于动态和稳态模型、图论模型使用模型预测控制算法和规则的策略相结合的方式,对电力系统与热管理系统进行协同控制。通过本发明,解决了相关技术中单独采用基于状态机的电热管理方法,无法满足热管理系统对温度的要求的问题,达到了有效改善与优化系统在飞机飞行任务过程中的工作点效率,降低电力系统的功率损耗,实现对飞机电力系统的电、热动态能量优化管理的技术效果。
本发明授权基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法和装置在权利要求书中公布了:1.一种基于电热耦合的飞机电力系统能量优化控制方法,其特征在于,包括: 根据飞机的电力系统和热管理系统耦合架构,分别建立动态和稳态模型、图论模型,其中,所述电力系统和热管理系统耦合架构至少包括:电力系统与热管理系统; 基于所述动态和稳态模型、所述图论模型使用模型预测控制算法和规则的策略相结合的方式,对所述电力系统与所述热管理系统进行协同控制,其中,基于所述规则的策略根据飞行功率需求和电力系统效率,控制所述电力系统的电池组充放电状态、可屏蔽负载与变换器工作状态;基于所述规则的策略根据电力系统部件和冷却油箱温度的变化,控制所述热管理系统的冷却油箱出口的质量流量以及燃油与冲压空气换热比例;基于所述模型预测控制算法设置多目标优化函数以及对应的约束条件,并利用滚动优化技术控制所述电力系统的所述电池组充放电状态、所述可屏蔽负载与所述变换器工作状态; 所述基于所述模型预测控制算法设置多目标优化函数以及对应的约束条件; 其中,目标函数的数学表达式如下式: 其中,J表示模型预测控制的多目标成本函数,N表示模型预测控制的预测时域长度,k表示预测步的索引,γ1表示状态跟踪项的权重系数;||*||2表示二范数,γ2表示控制输入跟踪项的权重系数;γ4表示变换器功率项的权重系数;表示预测时域; 约束条件数学表达如下式: 电力系统控制器唯一的连续输入是电池充电和放电速率,其范围为: -100≤uk≤100 决策变量变换器开关被约束为二进制: uB∈{0,1} 电池SOC是电力系统控制器中的动态变量,其状态约束为: 0≤xk≤100 变换器功率与源点输入功率Pin的约束为: P1+P2+P3+P4+P5≤Pin P1、P2、P3、P4及P5分别表示五个变换器的输入功率; 输入变量不等式和等式约束: gk∣t≥0,k=0,...,Np-1 hk∣t=0,k=0,...,Np-1。
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