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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2减损控制的基本概念与内涵3

1.3减损控制的研究方案与关键技术5

1.3.1以往采取的研究方案与关键技术分析6

1.3.2本书采取的研究方案与关键技术分析8

1.3.3研究对象的选择9

1.4减损控制技术研究进展12

1.4.1发动机系统动力学13

1.4.2关键部件结构动力学19

1.4.3关键部件损伤动力学24

1.4.4减损控制律综合分析与减损控制器设计26

1.4.5减损控制技术应用于其他系统的研究进展分析33

参考文献35

第2章 液氧煤油发动机动力学建模与动态特性分析40

2.1引言40

2.2液体火箭发动机简介41

2.2.1发动机工作过程及原理41

2.2.2发动机的模块化构成43

2.3发动机动力学模型45

2.3.1液涡轮模型45

2.3.2燃气涡轮模型46

2.3.3泵模型47

2.3.4热力组件模型48

2.3.5液体管路模型49

2.3.6冷却通道模型49

2.3.7流量调节器模型50

2.3.8带阀液体管路模型51

2.4组件可视化仿真模型与发动机动力学仿真软件51

2.4.1软件的总体设计52

2.4.2发动机组件模块库的建立53

2.4.3动力学仿真软件及数值仿真求解55

2.5发动机动态过程仿真与分析58

2.5.1发动机工作全过程仿真58

2.5.2起动过程仿真与分析61

2.5.3转工况过程仿真分析69

2.5.4关机过程仿真分析72

2.5.5仿真结果与试车结果的比较74

2.6本章小结75

参考文献76

第3章 冷却夹套隔片结构损伤建模与动态特性分析78

3.1引言78

3.2冷却夹套隔片的夹芯梁结构模型79

3.2.1等效夹芯梁模型79

3.2.2几何关系80

3.2.3平衡方程81

3.2.4控制方程81

3.2.5边界条件82

3.2.6夹芯梁模型方程的封闭形式解83

3.3冷却夹套隔片损伤建模与分析85

3.3.1细化模型85

3.3.2黏塑性模型86

3.4仿真结果与讨论88

3.4.1蠕变温度和激活能的影响分析89

3.4.2结构尺寸的影响分析90

3.4.3载荷的影响分析90

3.4.4系统动态过程中冷却夹套隔片损伤发展规律研究93

3.5冷却夹套隔片结构有限元分析99

3.6本章小结102

参考文献103

第4章 涡轮叶片结构损伤建模与动态特性分析104

4.1引言104

4.2涡轮叶片结构动态特性的有限元分析106

4.2.1用有限元分析法建立涡轮叶片的结构动力学模型106

4.2.2涡轮叶片的应力分析107

4.2.3涡轮叶片结构动态特性的有限元分析结果109

4.3涡轮叶片应力的近似计算113

4.3.1离心拉伸应力的计算114

4.3.2弯曲应力的计算116

4.3.3旋转下的振动应力119

4.3.4计算结果与分析119

4.4涡轮叶片的疲劳损伤分析方法及模型120

4.4.1循环应力-应变曲线121

4.4.2应变-寿命法121

4.4.3 Miner疲劳累积损伤理论123

4.5基于时间的疲劳损伤在线计算模型124

4.5.1基于时间的损伤定义124

4.5.2弹性损伤与塑性损伤的加权平均125

4.6应用损伤曲线法建立非线性累积损伤模型127

4.6.1加载序列效应对疲劳损伤的影响127

4.6.2损伤曲线法128

4.6.3改进的损伤曲线法128

4.7涡轮叶片的疲劳损伤算例131

4.7.1涡轮叶片的应力-时间历程（应力谱）131

4.7.2疲劳损伤计算流程分析132

4.7.3涡轮叶片疲劳损伤计算132

4.8本章小结139

参考文献140

第5章 发动机减损控制的传统优化方法141

5.1引言141

5.2发动机减损控制律综合分析过程142

5.2.1发动机减损控制的一般分析过程142

5.2.2构造目标函数144

5.2.3提取约束条件145

5.2.4问题的解147

5.3减损控制律综合分析的主要目标法149

5.3.1理论基础149

5.3.2仿真结果与分析151

5.4减损控制律综合分析的线性加权和法157

5.4.1理论分析157

5.4.2仿真结果与分析159

5.5液体火箭发动机减损控制研究算例165

5.5.1算例一：起动过程中控制输入序列的优化选择165

5.5.2算例二：起动过程的减损控制167

5.6本章小结170

参考文献171

第6章 发动机减损控制的智能优化方法173

6.1引言173

6.2减损控制律综合分析的遗传算法174

6.2.1遗传算法在减损控制律综合分析中的适用性174

6.2.2遗传算法综合分析减损控制律的流程175

6.2.3 SPEA在减损控制律综合分析中的应用178

6.2.4仿真计算结果与分析182

6.3减损控制律综合分析的多目标粒子群算法185

6.3.1粒子群算法的基本问题185

6.3.2多目标粒子群算法应用中的问题187

6.3.3多目标粒子群算法综合分析减损控制律的流程188

6.3.4计算结果与讨论188

6.4本章小结198

参考文献198

第7章 基于模糊神经网络的发动机在线减损控制201

7.1引言201

7.2模糊减损控制的方案设计与分析201

7.2.1模糊减损控制的适用性分析201

7.2.2本书提出的模糊减损控制方案202

7.3模糊减损控制器设计与实现203

7.3.1模糊化与去模糊化处理204

7.3.2模糊控制规则库207

7.3.3仿真结果与分析207

7.4基于模糊神经网络的减损控制研究224

7.4.1模糊神经网络减损控制系统225

7.4.2模糊神经网络减损控制器设计225

7.4.3模糊神经网络减损控制器的训练与测试232

7.4.4仿真计算结果与分析233

7.5本章小结236

参考文献237

第8章 氢氧发动机减损控制技术研究与应用240

8.1引言240

8.2氢氧发动机系统动力学模型240

8.2.1液氢泵242

8.2.2涡轮243

8.2.3燃烧室245

8.2.4预燃室246

8.2.5液氧控制阀门247

8.2.6液氢供应管路247

8.2.7推力室冷却夹套隔片248

8.3发动机工作过程仿真249

8.3.1发动机工作过程稳态仿真249

8.3.2发动机过渡过程仿真251

8.4涡轮叶片减损控制仿真与分析254

8.5冷却夹套隔片损伤演化过程仿真与分析260

8.6本章小结262

参考文献262