(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110892737.9 (22)申请日 2021.08.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113428353 A (43)申请公布日 2021.09.24 (73)专利权人 南京航空航天大 学 地址 210000 江苏省南京市江宁区将军大 道29号 (72)发明人 汪勇　钟文城　郭浩然　宋劼　 张海波　 (74)专利代理 机构 北京德崇智捷知识产权代理 有限公司 1 1467 代理人 杨楠 (51)Int.Cl. B64C 27/12(2006.01)B64D 27/04(2006.01) B64D 35/00(2006.01) B64D 35/02(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 黄达飞 (54)发明名称 直升机动力系统旋翼转速优化控制方法及 装置 (57)摘要 本发明公开了一种直升机动力系统旋翼转 速优化控制方法。 该方法在直升机动力系统复合 机载模型的基础上， 以主旋翼转速为优化自变 量， 根据相应的优化目标， 结合最优桨叶载荷操 作边界约束， 来有效避免旋翼桨叶出现叶尖失 速， 同时采用改进的黄金分割法进行最优旋翼转 速的一维快速搜索， 根据当前飞行条件， 基于最 优桨叶载荷范围对黄金分割法的搜索区间进行 动态调节， 从而大幅减小搜索范围， 有效提高算 法执行效率。 本发明还公开了一种直升机动力系 统旋翼转速优化控制装置。 相比现有技术， 本发 明可在确保直升机动力系统安全可靠运行的同 时， 实现直升 机动力系统工作于最优旋翼转速 。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 113428353 B 2022.03.22 CN 113428353 B 1.一种直升机动力系统旋翼转速优化控制方法， 所述直升机动力系统通过固定传动比 实现变旋翼 转速； 其特征在于， 在直升机动力系统复合机载模 型的基础上， 以主旋翼转速为 优化控制量， 使用黄金分割法对带有如下约束条件的带约束优化问题进行求 解： 所述黄金分割法的搜索区间[a1,b1]根据当前飞行 条件， 按照以下公式进行动态调节： 其中， ΩMR是旋翼转速， CT为叶片升力系数， σ为叶片实度， 是桨叶载荷， T为旋翼拉 力， ρ 为空气密度， A为桨盘面积， R是旋翼半径， (ΩMR)min、 (ΩMR)max分别表示预设的旋翼转速 下限、 上限， 分别为当前飞行 条件下的最优桨叶载荷范围的下限、 上限。 2.如权利要求1所述直升机动力系统旋翼转速优化控制方法， 其特征在于， 所述带约束 优化问题的优化目标为发动机 燃油消耗 最低。 3.如权利要求2所述直升机动力系统旋翼转速优化控制方法， 其特征在于， 所述直升机 动力系统复合机载模型使用以下的直升机需求功率性能计算简化模型计算直升机需求功 率Ph： Ph＝Pmr+Ptr Pmr＝Pi+Po+Pp 其中， Pmr、 Ptr分别为旋翼需求功率、 尾桨需求功率， Pi、 Po、 Pp分别表示诱导功率、 型阻功 率与废阻功率， 表示尾桨诱导速度， CD0、 Ωtr与Rtr分别表示尾桨叶片 平均截面阻力系权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113428353 B 2数、 尾桨叶片面积、 尾 桨转速与尾 桨半径， L表示主旋翼轴与尾 桨轴之间的距离 。 4.如权利要求2所述直升机动力系统旋翼转速优化控制方法， 其特征在于， 所述直升机 动力系统复合机载模型使用涡轴发动机简化性能计算模型进 行涡轴发动机性能计算， 所述 涡轴发动机简化 性能计算模型基于数据驱动采用多元线性回归法建立， 其表达形式如下： y＝f(x)＝a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+anxn x＝[vx,H,Ph,ΩMR]T y＝Wfb 式中， a0、 a1、···、 an为待求系数， νx、 H分别表示直升机前飞速度与飞行高度， Ph表示 直升机需求功率， Wfb表示发动机 燃油流量。 5.一种直升机动力系统旋翼转速优化控制装置， 所述直升机动力系统通过固定传动比 实现变旋翼 转速； 其特征在于， 该装置包括旋翼 转速优化模块， 用于在直升机动力系统复合 机载模型 的基础上， 以主旋翼转速为优化控制量， 使用黄金分割法对带有如下约束条件的 带约束优化问题进行求 解： 所述黄金分割法的搜索区间[a1,b1]根据当前飞行 条件， 按照以下公式进行动态调节： 其中， ΩMR是旋翼转速， CT为叶片升力系数， σ为叶片实度， 是桨叶载荷， T为旋翼拉 力， ρ 为空气密度， A为桨盘面积， R是旋翼半径， (ΩMR)min、 (ΩMR)max分别表示预设的旋翼转速 下限、 上限， 分别为当前飞行 条件下的最优桨叶载荷范围的下限、 上限。 6.如权利要求5所述直升机动力系统旋翼转速优化控制装置， 其特征在于， 所述带约束 优化问题的优化目标为发动机 燃油消耗 最低。 7.如权利要求6所述直升机动力系统旋翼转速优化控制装置， 其特征在于， 所述直升机权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113428353 B 3