本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)線性變參數(shù)控制方法研究

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【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法一般采用的是變增益的方法,但是隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)對性能的要求越來越高,傳統(tǒng)的變增益控制方法的設(shè)計(jì)周期比較長,并且無法保證參數(shù)在較大范圍內(nèi)變化時(shí)系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性,本文以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為對象,開展了基于線性變參數(shù)(LPV)系統(tǒng)的魯棒變增益控制研究。論文針對魯棒變增益控制中的模型問題,分別采用頻率響應(yīng)法以及小擾動(dòng)法和最小二乘擬合法相結(jié)合的方法,建立了航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)與狀態(tài)變量形式的線化模型,并通過多項(xiàng)式擬合法在兩種結(jié)構(gòu)的線化模型的基礎(chǔ)上建立LPV模型。以傳遞函數(shù)LPV模型為對象,提出了一種轉(zhuǎn)速PI控制方法,通過仿真分析驗(yàn)證了其有效性�？紤]到航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大范圍變化以及控制器的可實(shí)現(xiàn)問題,通過對傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)下的系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性進(jìn)行研究,將LPV控制理論與PI控制結(jié)構(gòu)相結(jié)合,提出了一種基于多項(xiàng)式平方和規(guī)劃的魯棒LPV/PI控制方法,并將所獲得的控制器應(yīng)用于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件級模型上進(jìn)行非線性仿真研究,驗(yàn)證控制器的控制效果。通過對狀態(tài)變量結(jié)構(gòu)下的魯棒穩(wěn)定性展開研究,提出了一種增益調(diào)度控制設(shè)計(jì)的方法,結(jié)合一種能夠保證無靜差的增益調(diào)度控制結(jié)構(gòu),以有界實(shí)引理與多項(xiàng)式平方和理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)出能夠保證系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性的約束條件,并通過平方和規(guī)劃的方法求解控制器。將所得控制器代入某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)非線性部件級模型進(jìn)行仿真研究,對控制器的控制效果進(jìn)行檢驗(yàn)與分析。
【關(guān)鍵詞】：渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) 魯棒控制 增益調(diào)度 線性變參數(shù)(LPV) 頻率響應(yīng)法 小擾動(dòng)法 PI控制 Lyapunov函數(shù) 線性矩陣不等式(LMI)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V233.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 魯棒變增益控制概述13-15
• 1.3 魯棒變增益控制研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 魯棒變增益控制國外研究綜述15
• 1.3.2 基于Lyapunov函數(shù)的魯棒變增益控制15-16
• 1.3.3 LPV系統(tǒng)建模16-17
• 1.3.4 魯棒變增益控制國內(nèi)研究現(xiàn)狀17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)線性模型的建立19-40
• 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)模型的建立19-26
• 2.1.1 頻率響應(yīng)法19-22
• 2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)LPV模型22-26
• 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量LPV模型的建立26-35
• 2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量模型26-28
• 2.2.2 系數(shù)矩陣的求解28-29
• 2.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量LPV模型29-35
• 2.3 LPV轉(zhuǎn)速PI控制方法35-39
• 2.3.1 問題描述35-36
• 2.3.2 控制器設(shè)計(jì)36-38
• 2.3.3 非線性仿真分析38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)魯棒LPV/PI控制40-52
• 3.1 概述40-41
• 3.2 問題描述41-42
• 3.3 傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)下的魯棒穩(wěn)定性42-43
• 3.4 控制器綜合43-46
• 3.5 閉環(huán)線性仿真46-48
• 3.6 非線性仿真分析48-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第四章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)增益調(diào)度控制52-63
• 4.1 概述52
• 4.2 問題描述52-54
• 4.3 增益調(diào)度控制器綜合54-56
• 4.4 閉環(huán)線性仿真56-58
• 4.5 非線性仿真分析58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-66
• 5.1 本文工作總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

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本文編號：691628