【摘要】：隨著現(xiàn)代先進航空發(fā)動機的發(fā)展,航空發(fā)動機的性能需求在不斷提高,與之同時控制系統(tǒng)的性能指標也在不斷增加。傳統(tǒng)的模糊控制方法已經(jīng)在航空發(fā)動機上開展了大量研究并取得了一系列優(yōu)秀成果,但存在控制參數(shù)需要反復試驗調(diào)節(jié)等問題,基于模糊模型的魯棒控制能從理論上分析非線性對象的被控性能�；谝陨峡紤],本文開展基于航空發(fā)動機模糊模型的建模與控制方法研究。針對航空發(fā)動機的強非線性特征,利用小擾動法結(jié)合擬合法建立航空發(fā)動機穩(wěn)態(tài)點的狀態(tài)空間模型。采用模糊集描述發(fā)動機系統(tǒng)動態(tài)特性變化、噪聲、擾動等不確定因素。設計基線魯棒控制器以及不確定性補償器,保證發(fā)動機模糊不確定系統(tǒng)一致有界、一致最終有界,并考慮模糊系統(tǒng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能以及控制成本的綜合性能指標最優(yōu)。仿真結(jié)果表明被控系統(tǒng)穩(wěn)定且有較好的魯棒性。針對航空發(fā)動機的包線特性,提出基于T-S模糊模型的多變量建模方法。以飛行條件參數(shù)作為T-S模型的前件變量,狀態(tài)空間模型作為后件變量,反映發(fā)動機動態(tài)特性隨飛行條件的變化規(guī)律。而對于同一飛行條件,不同工況引起的模型特性變化考慮為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性,建立航空發(fā)動機多變量不確定T-S模糊模型。進一步提出H_2/H_?魯棒控制結(jié)合Leitamnn結(jié)構(gòu)不確定性的控制方法設計航空發(fā)動機全包線魯棒控制器,避免不確定復雜系統(tǒng)控制器參數(shù)難以求解的問題,同時依據(jù)非二次李亞普諾夫函數(shù)保證系統(tǒng)一致有界、一致最終有界性能,其比漸近穩(wěn)定性能更為寬松,更符合工程實際。仿真結(jié)果表明包線內(nèi)發(fā)動機穩(wěn)定且有較好的控制品質(zhì)。依據(jù)某型渦扇發(fā)動機節(jié)流狀態(tài)控制計劃,采用Labview搭建航空發(fā)動機全包線多變量控制平臺進行數(shù)字仿真。在此基礎上,接入真實控制器進行硬件在回路仿真測試。進一步開展半物理仿真,以電機轉(zhuǎn)速和油泵模擬航空發(fā)動機的高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和主燃油供油,測試控制方法的實用性。仿真結(jié)果表明該控制器有一定的工程實用價值。比較數(shù)字仿真、硬件在環(huán)仿真以及半物理仿真的結(jié)果,分析產(chǎn)生差異的原因以便后續(xù)改進。
【圖文】：

圖 5.2 Labview 數(shù)字仿真操作界面0 50 100 150 200 250 300 3500.40.50.60.70.80.91.01.11.290 100 110 120 130 140 1500.800.850.900.951.00outputtime/snHrnHEPRrEPR（a）全包線節(jié)流狀態(tài)跟蹤效果0.240.280.32A8/(m)1.21.62.02.42.8fW/(kg/)s

w 雙變量硬件在回路仿真試驗中，控制器的子 vi 燒錄到 CRIO 中，控制器與 PXI UDP 模塊進行數(shù)據(jù)通信，其框架圖如圖 5.3 所示人機交互界面多變量魯棒控制航空發(fā)動機模型航空發(fā)動機控制計劃8,fW APLA,r H rEPR n, ,L Hn n EPR以太網(wǎng)圖 5.4 Labview 硬件在環(huán)仿真原理圖所示
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V233.7

【參考文獻】

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本文編號：2618715