變循環(huán)發(fā)動機(jī)兼具渦扇發(fā)動機(jī)和渦噴發(fā)動機(jī)的性能優(yōu)勢,是下一代多用途戰(zhàn)斗機(jī)的理想動力裝置。相比一般發(fā)動機(jī),變循環(huán)發(fā)動機(jī)的控制變量和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)目增多,控制系統(tǒng)復(fù)雜性增加,傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)難以滿足變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展需求。分布式控制系統(tǒng)在重量、可靠性、可維護(hù)性方面遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng),適用于變循環(huán)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計。本文以變循環(huán)發(fā)動機(jī)為對象,開展了變循環(huán)發(fā)動機(jī)建模與多變量控制研究,在此基礎(chǔ)上搭建了變循環(huán)發(fā)動機(jī)分布式容錯控制系統(tǒng),并進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真試驗研究。首先,建立了雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)慢車以上狀態(tài)的部件級非線性模型。建模過程中參考了GasTurb提供的設(shè)計點數(shù)據(jù)和各部件特性曲線,并考慮了導(dǎo)葉角和導(dǎo)向器面積變化對壓氣機(jī)和渦輪部件特性的影響,所建立的模型能夠滿足變循環(huán)發(fā)動機(jī)兩種典型工作模式及模式切換過渡態(tài)仿真需求。其次,開展了變循環(huán)發(fā)動機(jī)多變量魯棒控制研究。利用最小二乘擬合法建立了適維的狀態(tài)空間模型,采用增廣LQR控制算法設(shè)計了變循環(huán)發(fā)動機(jī)雙外涵模式和單外涵模式的雙變量控制器。在此基礎(chǔ)上,基于控制律重構(gòu)的方法設(shè)計了容錯控制器。針對模態(tài)切換控制,提出了基于推力控制的變循環(huán)發(fā)動機(jī)控制方案... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

YF120變循環(huán)發(fā)動機(jī)方案示意圖

GE 公司申請了第一個帶 Flade（葉片上的風(fēng)扇）的三外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)專利年里 GE 公司不斷對三外涵自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)進(jìn)行專利布局，1998 年申請的的方案進(jìn)行了改動，保留了 CDFS 的 Flade 風(fēng)扇并設(shè)計了相關(guān)的變幾何部件[25]ade 發(fā)動機(jī)提出了二元單邊膨脹噴管的設(shè)計方案，2011 年提出了基于常規(guī)渦扇環(huán)發(fā)動機(jī)方案[26]，其結(jié)構(gòu)如圖 1. 3 所示。圖 1. 2YF120 變循環(huán)發(fā)動機(jī)方案示意圖

圖 1. 4 NASA 展出的基于 TTP/C 總線的分布式控制系統(tǒng)驗證平臺國內(nèi)針對分布式控制系統(tǒng)的研究尚處于基礎(chǔ)研究階段，專家學(xué)者的研究多集中于信息時丟包和智能裝置的研制等方面。南京航空航天大學(xué)黃金泉[56,57]團(tuán)隊率先開展了基于 D器和 CAN 總線的航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)研究，在分析了航空發(fā)動機(jī)分布式控制的基礎(chǔ)上，提出了航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)的總體方案，研制了基于 DSP 微處理N 總線的智能轉(zhuǎn)速傳感器、智能計量活門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和智能矢量噴口執(zhí)行機(jī)構(gòu)，初步形成動機(jī)分布式控制系統(tǒng)原型。西北工業(yè)大學(xué)郭迎清[58-60]團(tuán)隊對航空發(fā)動機(jī)分布式控制系總線技術(shù)及控制功能劃分與協(xié)調(diào)進(jìn)行了綜述研究，其研究團(tuán)隊基于 CAN 總線開展了布式控制系統(tǒng)總線技術(shù)研究，研制了分布式控制系統(tǒng)的原理樣機(jī)，基于 TrueTime 搭建控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真平臺，并針對分布式控制系統(tǒng)通信過程中存在的時延和丟包問題棒性分析�？哲姽こ檀髮W(xué)謝壽生[61,62]團(tuán)隊開展了分布式系統(tǒng)總線通信和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研基于建立的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型開展了多種先進(jìn)控制算法的研究，有效的降低丟包等問題對分布式控制系統(tǒng)的影響，并率先針對分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行了故障診斷和的研究。北京航空航天大學(xué)王曦團(tuán)隊開展了基于“高可靠性可配置工業(yè)總線（IRCBus）”的發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)設(shè)計與研究，并采用 FPGA 實現(xiàn)該通信的實時性，并從通信

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]變循環(huán)航空發(fā)動機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)研究[D]. 李嘉.西北工業(yè)大學(xué) 2017
[2]變循環(huán)發(fā)動機(jī)特性分析及其與飛機(jī)一體化設(shè)計研究[D]. 周紅.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[3]變循環(huán)發(fā)動機(jī)建模及性能尋優(yōu)控制技術(shù)研究[D]. 王元.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]航空發(fā)動機(jī)智能魯棒控制研究[D]. 李秋紅.南京航空航天大學(xué) 2011

碩士論文
[1]分布式架構(gòu)下的航空發(fā)動機(jī)多變量控制系統(tǒng)研究[D]. 余之杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]變循環(huán)發(fā)動機(jī)多變量控制及性能尋優(yōu)[D]. 徐佩佩.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]基于Zynq的TTP/C總線控制器設(shè)計與驗證[D]. 張文豪.南京航空航天大學(xué) 2016
[4]變循環(huán)發(fā)動機(jī)多變量控制及性能尋優(yōu)[D]. 薛益春.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]基于FPGA的TTP/C總線控制器設(shè)計及驗證[D]. 陳建.南京航空航天大學(xué) 2012
[6]變循環(huán)發(fā)動機(jī)建模及控制規(guī)律研究[D]. 茍學(xué)中.南京航空航天大學(xué) 2012
[7]航空發(fā)動機(jī)組件化建模及性能參數(shù)估計[D]. 李業(yè)波.南京航空航天大學(xué) 2011
[8]基于DSP和CAN的航空發(fā)動機(jī)分布式控制研究[D]. 崔勇.南京航空航天大學(xué) 2005
[9]變幾何發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)性能計算研究[D]. 林雪平.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：2973500