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成果基本情况

成果名称	飞机通风货舱内模拟烟雾的机器学习建模及流动控制方法研究
关键词	飞机货舱，通风，模拟烟雾，机器学习建模，流动控制
第一完成单位	中国民航大学
成果参与单位
成果应用行业	交通运输、仓储及邮电通信业\|
所属高新技术领域	航空航天技术\|
所属战略性新兴产业	高端装备制造\|
成果属性	集成创新\|
成果成熟度	实验室阶段
访问量	353
联系人名称	陈希远
联系人邮箱	xy-chen@cauc.edu.cn
成果简介	在飞机货舱火灾烟雾探测系统的适航验证实验中，需对烟雾发生器产生的模拟烟雾流场进行控制，从而实现与真实火灾烟雾的等效，如何实现对烟雾非线性非定常湍流流场的闭环控制是其背后的科学挑战。本报告主要分为两个部分，第一部分为飞机通风货舱内烟雾扩散规律的研究，第二部分为模拟烟雾流动控制方法的研究。在飞机通风货舱内烟雾扩散规律的研究中，通过仿真与实验相结合的方法揭示了飞机货舱内通风强制对流与火灾烟雾湍流热运动之间的相互作用机理，随着通风量的增大，通风的强制对流将抑制受热浮力驱动的火灾烟雾向上扩散，当火源位于通风口正下方时，通风对火灾烟雾的抑制效果最显著。通过对飞机通风货舱内烟雾扩散规律的研究，为模拟烟雾的流动控制提供了良好的数据基础。在模拟烟雾流动控制方法的研究中，进行了 PID 控制研究、考虑控制输入受限后的非线性模型控制方法研究、基于 RBF 神经网络的自适应控制方法研究。通过控制律的仿真验证可知，基于非线性模型的控制律，可以在满足控制输入的限制条件下，实现烟雾的多种目标信号的跟踪控制。自适应控制方法可以在模型里含有未知部分情况下，利用神经网络的逼近特性，逼近模型中的未知项，通过设计控制律，仍能实现模拟烟雾的控制要求，通过在三个烟雾探测位置处进行了不同目标信号的跟踪控制仿真，表明了自适应控制方法的可行性和有效性。模拟烟雾的闭环控制研究，为飞机货舱烟雾探测系统适航验证工作提供参考和支持。