基于FMI的航空發(fā)動機控制系統(tǒng)多學科聯(lián)合仿真
發(fā)布時間：2020-12-04 08:33
航空發(fā)動機控制系統(tǒng)涵蓋控制理論、機械液壓、電子電氣等多個學科,各學科往往使用各自的專業(yè)工具和平臺開展高精度建模工作,但是各軟件之間差異較大,且相互獨立,因此集成這些學科的平臺模型,實現(xiàn)系統(tǒng)級的高精度仿真與驗證是一個極大的挑戰(zhàn)問題。針對該挑戰(zhàn),本文提出一種基于Functional Mock-up Interface（FMI）的多學科聯(lián)合仿真方法,實現(xiàn)了航空發(fā)動機控制系統(tǒng)多領域模型的全數(shù)字聯(lián)合仿真,并成功將FMI集成到全數(shù)字仿真平臺（FADEC Works,FWorks）和硬件在回路（Hardware in the Loop,HIL）實時仿真試驗平臺中。論文包括以下主要工作:首先,開展航空發(fā)動機建模研究。以T-MATS JT9D發(fā)動機模型為研究對象,重點介紹了航空發(fā)動機部件的建模原理和方法,包括熱力學原理、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模型的平衡方程等,并闡述了如何使用C和Simulink進行混合建模和仿真,該方式可以在保證模型運行速度的前提下,提高建模效率。然后,開展控制系統(tǒng)部件建模與控制律設計研究。分析了航空發(fā)動機控制系統(tǒng)建模的總體需求,提出基于不同工具的航空發(fā)動機控制系統(tǒng)部件和控制律模型建模方法,包括基...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
燃油計量裝置結(jié)構(gòu)圖
圖 4.3 FMU 模型描述接口定義元素的詳細含義見表 4.2:表 4.2 FMI 模型描述元素及含義描述ange 若存在該元素，則表明該 FMU 是基于 ME 模式生成。ion 若存在該元素，則表明該 FMU 是基于 CS 模式生成。ions 所有單位的列表，包括基本單位及其衍生。tions 所有數(shù)據(jù)類型的列表，包括實數(shù)型、整形、布爾型、字符串ries 所有日志信息的列表。iment 設置仿真初始參數(shù)，包括截至時間和仿真精度。ations 模型提供者添加的額外信息。bles FMU 核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，定義了所有可以通過 FMU 函數(shù)獲取的ture 定義了模型的機構(gòu)，即模型的輸出、狀態(tài)量和未知初始值miModelDescription 包含了仿真模型的主要屬性，詳細見表 4.3:表 4.3 主元素“fmiModelDescription”的屬性
圖 4.5 在 MWorks 中設置編譯器類型置模型的輸入輸出，在模型中分別添加輸入和輸出對象 u 和 y:Modelica.Blocks.Interfaces.RealInputu u；Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y；u = signalCurrent.i;y = resistor10.p.v;右側(cè)即分別為生成的 FMU 的輸入和輸出。設置好之后，在菜U，選擇 FMI 的版本和仿真模式，如圖 4.6 所示，即可生成 FM
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FMI標準的傳動系統(tǒng)模型在環(huán)虛擬車輛仿真研究[J]. 姚逸程,周文華. 機電工程. 2017(08)
[2]Simulink模型到Modelica模型轉(zhuǎn)換技術[J]. 董政,丁建完. 計算機輔助工程. 2016(05)
[3]支持MBSE的系統(tǒng)全過程設計應用框架研究與實現(xiàn)[J]. 胡峻豪,馮雷,朱睿,李榮強. 航空制造技術. 2016(13)
[4]航空發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)實時建模方法研究[J]. 李華聰,張紅安,李耀,馬銀娜. 控制工程. 2015(04)
[5]航空發(fā)動機燃油計量裝置特性仿真與試驗研究[J]. 余玲,葉志鋒,王彬. 航空發(fā)動機. 2015(02)
[6]航空發(fā)動機燃油計量裝置的AMESim建模[J]. 余玲,葉志鋒. 現(xiàn)代機械. 2014(05)
[7]加力燃油計量裝置的AMESim仿真研究[J]. 王彬,趙皓岑,葉志鋒. 航空發(fā)動機. 2014(05)
[8]運用CATIA和ADAMS的十字軸萬向聯(lián)軸器的運動學和動力學仿真[J]. 晉萍,聶宏. 現(xiàn)代制造工程. 2011(02)
[9]基于Modelica的電子線路實驗仿真[J]. 顧昊英,包涌金,林芊,張峰. 實驗室研究與探索. 2010(10)
[10]旋轉(zhuǎn)總壓畸變對壓氣機穩(wěn)定性影響的二維不可壓縮模型[J]. 張環(huán),胡駿,劉大響,屠寶鋒,王志強. 航空動力學報. 2009(08)
碩士論文
[1]基于FMI的一體化仿真平臺及其在航天工程中的應用[D]. 趙楊楊.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]發(fā)動機加力控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)的仿真研究[D]. 吳忠敏.南京航空航天大學 2007
本文編號：2897291
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
燃油計量裝置結(jié)構(gòu)圖
圖 4.3 FMU 模型描述接口定義元素的詳細含義見表 4.2:表 4.2 FMI 模型描述元素及含義描述ange 若存在該元素，則表明該 FMU 是基于 ME 模式生成。ion 若存在該元素，則表明該 FMU 是基于 CS 模式生成。ions 所有單位的列表，包括基本單位及其衍生。tions 所有數(shù)據(jù)類型的列表，包括實數(shù)型、整形、布爾型、字符串ries 所有日志信息的列表。iment 設置仿真初始參數(shù)，包括截至時間和仿真精度。ations 模型提供者添加的額外信息。bles FMU 核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，定義了所有可以通過 FMU 函數(shù)獲取的ture 定義了模型的機構(gòu)，即模型的輸出、狀態(tài)量和未知初始值miModelDescription 包含了仿真模型的主要屬性，詳細見表 4.3:表 4.3 主元素“fmiModelDescription”的屬性
圖 4.5 在 MWorks 中設置編譯器類型置模型的輸入輸出，在模型中分別添加輸入和輸出對象 u 和 y:Modelica.Blocks.Interfaces.RealInputu u；Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y；u = signalCurrent.i;y = resistor10.p.v;右側(cè)即分別為生成的 FMU 的輸入和輸出。設置好之后，在菜U，選擇 FMI 的版本和仿真模式，如圖 4.6 所示，即可生成 FM
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FMI標準的傳動系統(tǒng)模型在環(huán)虛擬車輛仿真研究[J]. 姚逸程,周文華. 機電工程. 2017(08)
[2]Simulink模型到Modelica模型轉(zhuǎn)換技術[J]. 董政,丁建完. 計算機輔助工程. 2016(05)
[3]支持MBSE的系統(tǒng)全過程設計應用框架研究與實現(xiàn)[J]. 胡峻豪,馮雷,朱睿,李榮強. 航空制造技術. 2016(13)
[4]航空發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)實時建模方法研究[J]. 李華聰,張紅安,李耀,馬銀娜. 控制工程. 2015(04)
[5]航空發(fā)動機燃油計量裝置特性仿真與試驗研究[J]. 余玲,葉志鋒,王彬. 航空發(fā)動機. 2015(02)
[6]航空發(fā)動機燃油計量裝置的AMESim建模[J]. 余玲,葉志鋒. 現(xiàn)代機械. 2014(05)
[7]加力燃油計量裝置的AMESim仿真研究[J]. 王彬,趙皓岑,葉志鋒. 航空發(fā)動機. 2014(05)
[8]運用CATIA和ADAMS的十字軸萬向聯(lián)軸器的運動學和動力學仿真[J]. 晉萍,聶宏. 現(xiàn)代制造工程. 2011(02)
[9]基于Modelica的電子線路實驗仿真[J]. 顧昊英,包涌金,林芊,張峰. 實驗室研究與探索. 2010(10)
[10]旋轉(zhuǎn)總壓畸變對壓氣機穩(wěn)定性影響的二維不可壓縮模型[J]. 張環(huán),胡駿,劉大響,屠寶鋒,王志強. 航空動力學報. 2009(08)
碩士論文
[1]基于FMI的一體化仿真平臺及其在航天工程中的應用[D]. 趙楊楊.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]發(fā)動機加力控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)的仿真研究[D]. 吳忠敏.南京航空航天大學 2007
本文編號：2897291
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