本文關(guān)鍵詞：某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

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【摘要】：本文從提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的角度,針對(duì)傳感器故障開展故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)研究,并進(jìn)行了半物理仿真試驗(yàn)驗(yàn)證。論文內(nèi)容涉及發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量模型和簡化實(shí)時(shí)模型的建立、基于卡爾曼濾波器的故障診斷設(shè)計(jì)、基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制器設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器容錯(cuò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、快速原型控制器設(shè)計(jì)以及半物理仿真試驗(yàn)。首先基于某渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)數(shù)學(xué)模型建立狀態(tài)變量模型,并通過部件級(jí)模型數(shù)據(jù)建立簡化實(shí)時(shí)模型。在狀態(tài)變量模型和簡化實(shí)時(shí)模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合卡爾曼濾波器理論,設(shè)計(jì)了基于卡爾曼濾波器組的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器故障診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了傳感器故障的檢測和隔離。其次,針對(duì)轉(zhuǎn)速控制回路設(shè)計(jì)了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制算法。該算法綜合了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力以及PID控制器的魯棒性等優(yōu)點(diǎn),特別是利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力可以實(shí)現(xiàn)前饋控制量的自動(dòng)獲取,而且便于工程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)傳感器發(fā)生故障時(shí),利用簡化實(shí)時(shí)模型進(jìn)行故障傳感器的信號(hào)重構(gòu),結(jié)合控制算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的容錯(cuò)控制。為了開展發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,本文基于Lab VIEW開發(fā)環(huán)境和Compact RIO硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了針對(duì)某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的快速原型控制器。該快速原型控制器具有雙通道的油針位置控制、轉(zhuǎn)速控制以及壓力和溫度采集能力,同時(shí)擁有強(qiáng)大的計(jì)算處理能力。最后,結(jié)合快速原型控制器、故障診斷與容錯(cuò)控制系統(tǒng)以及燃油調(diào)節(jié)器實(shí)物等軟硬件條件,開展了某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器故障診斷與容錯(cuò)控制半物理仿真試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的故障診斷與容錯(cuò)控制系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)傳感器故障進(jìn)行檢測、隔離和信號(hào)重構(gòu),有效地實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)控制,提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V233.7

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本文編號(hào)：1212667