本文结合我国液体火箭发动机的研制动态与发展趋势,针对某型液氧/煤油火箭发动机,采用理论分析与数值仿真计算相结合的研究方法,开展了可重复使用液体火箭发动机的智能减损控制方法研究。通过在液体火箭发动机系统性能与关键部件损伤之间的适当权衡,提高发动机的可靠性、安全性、部件的耐用性并延长发动机的工作寿命。 分别进行了发动机系统动力学模型的建立与仿真分析、关键部件结构与损伤模型的建立与仿真分析的研究,得到如下结果:开发了一种比较通用的液体火箭发动机模块化仿真模块库LRESim,可用其仿真研究发动机起动、稳态等工作过程以及不同的发动机系统方案设计中的有关问题;通过比较研究有限元方法与强度计算方法在涡轮叶片结构动特性分析中的适用性问题,提出以强度计算方法在线应用为主,结合有限元方法的离线修正是现阶段进行结构动特性实时在线分析的一种较好方法;建立了涡轮叶片材料基于时域的损伤计算模型,经仿真计算分析,表明该模型适应本文的研究要求。 在此基础上,提出并阐明了减损控制律综合分析的理论基础。基于传统优化方法与智能方法,比较研究了可重复使用液体火箭发动机的减损控制方法。应用主目标法与线性加权和法,发展了基于传统优化方法的减损控制律综合分析的理论与方法,并通过仿真计算,分析了这两种方法的优越性与局限性。提出了应用遗传算法进行液体火箭发动机减损控制律综合分析的一般方法,并应用SPEA综合分析减损控制律,仿真计算结果表明了应用遗传算法能够克服传统优化方法综合分析减损控制律时所存在的局限性。提出应用模糊神经网络设计一种智能减损控制器的结构与设计方法,通过对所设计的模糊神经网络减损控制器进行仿真计算,结果表明该减损控制器能够在发动机系统性能与关键部件损伤之间进行权衡并实现预期的减损目标。 本文研究结果可为可重复使用液体火箭发动机智能减损控制技术的进一步发展提供理论与方法支持,而且也可以对工程中液体火箭发动机的改进设计提供重要参考。