可重複使用液體火箭發動機減損控制理論與方法（簡體書）

《可重複使用液體火箭發動機減損控制理論與方法》主要內容包括：建立了液氧/煤油火箭發動機系統動力學的非線性數學模型和通用的液體火箭發動機模塊化仿真模塊庫，不僅可用於發動機起動過程、穩態過程等的仿真研究，而且突破了減損控制技術主要應用線性化模型的研究現狀；集成傳統優化、進化計算等技術，研究發展了基於多目標群體智能和非數值優化的液體火箭發動機減損控制律綜合分析方法；針對發動機在線減損控制問題，提出建立了基於模糊邏輯和模糊神經網絡的智能減損控制方案與控制器設計方法，並設計實現了冷卻夾套隔片與主渦輪葉片等關鍵部件損傷增量同步減少和狀態實時更新的閉環減損控制器。

前言 第1章 緒論 1.1 引言 1.2 減損控制的基本概念與內涵 1.3 減損控制的研究方案與關鍵技術 1.3.1 以往採取的研究方案與關鍵技術分析 1.3.2 本書採取的研究方案與關鍵技術分析 1.3.3 研究對象的選擇 1.4 減損控制技術研究進展 1.4.1 發動機系統動力學 1.4.2 關鍵部件結構動力學 1.4.3 關鍵部件損傷動力學 1.4.4 減損控制律綜合分析與減損控制器設計 1.4.5 減損控制技術應用於其他系統的研究進展分析 參考文獻 第2章 液氧煤油發動機動力學建模與動態特性分析 2.1 引言 2.2 液體火箭發動機簡介 2.2.1 發動機工作過程及原理 2.2.2 發動機的模塊化構成 2.3 發動機動力學模型 2.3.1 液渦輪模型 2.3.2 燃氣渦輪模型 2.3.3 泵模型 2.3.4 熱力組件模型 2.3.5 液體管路模型 2.3.6 冷卻通道模型 2.3.7 流量調節器模型 2.3.8 帶閥液體管路模型 2.4 組件可視化仿真模型與發動機動力學仿真軟件 2.4.1 軟件的總體設計 2.4.2 發動機組件模塊庫的建立 2.4.3 動力學仿真軟件及數值仿真求解 2.5 發動機動態過程仿真與分析 2.5.1 發動機工作全過程仿真 2.5.2 起動過程仿真與分析 2.5.3 轉工況過程仿真分析 2.5.4 關機過程仿真分析 2.5.5 仿真結果與試車結果的比較 2.6 本章小結 參考文獻 第3章 冷卻夾套隔片結構損傷建模與動態特性分析 3.1 引言 3.2 冷卻夾套隔片的夾芯梁結構模型 3.2.1 等效夾芯梁模型 3.2.2 幾何關係 3.2.3 平衡方程 3.2.4 控制方程 3.2.5 邊界條件 3.2.6 夾芯梁模型方程的封閉形式解 3.3 冷卻夾套隔片損傷建模與分析 3.3.1 細化模型 3.3.2 黏塑性模型 3.4 仿真結果與討論 3.4.1 蠕變溫度和激活能的影響分析 3.4.2 結構尺寸的影響分析 3.4.3 載荷的影響分析 3.4.4 系統動態過程中冷卻夾套隔片損傷發展規律研究 3.5 冷卻夾套隔片結構有限元分析 3.6 本章小結 參考文獻 第4章 渦輪葉片結構損傷建模寫動態特性分析 4.1 引言 4.2 渦輪葉片結構動態特性的有限元分析 4.2.1 用有限元分析法建立渦輪葉片的結構動力學模型 4.2.2 渦輪葉片的應力分析 4.2.3 渦輪葉片結構動態特性的有限元分析結果 4.3 渦輪葉片應力的近似計算 4.3.1 離心拉伸應力的計算 4.3.2 彎曲應力的計算 4.3.3 旋轉下的振動應力 4.3.4 計算結果與分析 4.4 渦輪葉片的疲勞損傷分析方法及模型 4.4.1 循環應力—應變曲線 4.4.2 應變—壽命法 4.4.3 Miner疲勞累積損傷理論 4.5 基於時間的疲勞損傷在線計算模型 4.5.1 基於時間的損傷定義 4.5.2 彈性損傷與塑性損傷的加權平均 4.6 應用損傷曲線法建立非線性累積損傷模型 4.6.1 加載序列效應對疲勞損傷的影響 4.6.2 損傷曲線法 4.6.3 改進的損傷曲線法 4.7 渦輪葉片的疲勞損傷算例 4.7.1 渦輪葉片的應力—時間歷程（應力譜） 4.7.2 疲勞損傷計算流程分析 4.7.3 渦輪葉片疲勞損傷計算 4.8 本章小結 參考文獻 第5章 發動機減損控制的傳統優化方法 5.1 引言 5.2 發動機減損控制律綜合分析過程 5.2.1 發動機減損控制的一般分析過程 5.2.2 構造目標函數 5.2.3 提取約束條件 5.2.4 問題的解 5.3 減損控制律綜合分析的主要目標法 5.3.1 理論基礎 5.3.2 仿真結果與分析 5.4 減損控制律綜合分析的線性加權和法 5.4.1 理論分析 5.4.2 仿真結果與分析 5.5 液體火箭發動機減損控制研究算例 5.5.1 算例一：起動過程中控制輸入序列的優化選擇 5.5.2 算例二：起動過程的減損控制 5.6 本章小結 參考文獻 第6章 發動機減損控制的智能優化方法 6.1 引言 6.2 減損控制律綜合分析的遺傳算法 6.2.1 遺傳算法在減損控制律綜合分析中的適用性 6.2.2 遺傳算法綜合分析減損控制律的流程 6.2.3 SPEA在減損控制律綜合分析中的應用 6.2.4 仿真計算結果與分析 6.3 減損控制律綜合分析的多目標粒子群算法 6.3.1 粒子群算法的基本問題 6.3.2 多目標粒子群算法應用中的問題 6.3.3 多目標粒子群算法綜合分析減損控制律的流程 6.3.4 計算結果與討論 6.4 本章小結 參考文獻 第7章 基於模糊神經網絡的發動機在線減損控制 7.1 引言 7.2 模糊減損控制的方案設計與分析 7.2.1 模糊減損控制的適用性分析 7.2.2 本書提出的模糊減損控制方案 7.3 模糊減損控制器設計與實現 7.3.1 模糊化與去模糊化處理 7.3.2 模糊控制規則庫 7.3.3 仿真結果與分析 7.4 基於模糊神繹網絡的減損控制研究 7.4.1 模糊神經網絡減損控制系統 7.4.2 模糊神經網絡減損控制器設計 7.4.3 模糊神經網絡減損控制器的訓練與測試 7.4.4 仿真計算結果與分析 7.5 本章小結 參考文獻 第8章 氫氧發動機減損控制技術研究與應用 8.1 引言 8.2 氫氧發動機系統動力學模型 8.2.1 液氫泵 8.2.2 渦輪 8.2.3 燃燒室 8.2.4 預燃室 8.2.5 液氧控制閥門 8.2.6 液氫供應管路 8.2.7 推力室冷卻夾套隔片 8.3 發動機工作過程仿真 8.3.1 發動機工作過程穩態仿真 8.3.2 發動機過渡過程仿真 8.4 渦輪葉片減損控制仿真與分析 8.5 冷卻夾套隔片損傷演化過程仿真與分析 8.6 本章小結 參考文獻