基于FMI的航空发动机控制系统多学科联合仿真
发布时间：2020-12-04 08:33
航空发动机控制系统涵盖控制理论、机械液压、电子电气等多个学科,各学科往往使用各自的专业工具和平台开展高精度建模工作,但是各软件之间差异较大,且相互独立,因此集成这些学科的平台模型,实现系统级的高精度仿真与验证是一个极大的挑战问题。针对该挑战,本文提出一种基于Functional Mock-up Interface（FMI）的多学科联合仿真方法,实现了航空发动机控制系统多领域模型的全数字联合仿真,并成功将FMI集成到全数字仿真平台（FADEC Works,FWorks）和硬件在回路（Hardware in the Loop,HIL）实时仿真试验平台中。论文包括以下主要工作:首先,开展航空发动机建模研究。以T-MATS JT9D发动机模型为研究对象,重点介绍了航空发动机部件的建模原理和方法,包括热力学原理、稳态和动态模型的平衡方程等,并阐述了如何使用C和Simulink进行混合建模和仿真,该方式可以在保证模型运行速度的前提下,提高建模效率。然后,开展控制系统部件建模与控制律设计研究。分析了航空发动机控制系统建模的总体需求,提出基于不同工具的航空发动机控制系统部件和控制律模型建模方法,包括基...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃油计量装置结构图
图 4.3 FMU 模型描述接口定义元素的详细含义见表 4.2:表 4.2 FMI 模型描述元素及含义描述ange 若存在该元素，则表明该 FMU 是基于 ME 模式生成。ion 若存在该元素，则表明该 FMU 是基于 CS 模式生成。ions 所有单位的列表，包括基本单位及其衍生。tions 所有数据类型的列表，包括实数型、整形、布尔型、字符串ries 所有日志信息的列表。iment 设置仿真初始参数，包括截至时间和仿真精度。ations 模型提供者添加的额外信息。bles FMU 核心数据结构，定义了所有可以通过 FMU 函数获取的ture 定义了模型的机构，即模型的输出、状态量和未知初始值miModelDescription 包含了仿真模型的主要属性，详细见表 4.3:表 4.3 主元素“fmiModelDescription”的属性
图 4.5 在 MWorks 中设置编译器类型置模型的输入输出，在模型中分别添加输入和输出对象 u 和 y:Modelica.Blocks.Interfaces.RealInputu u；Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y；u = signalCurrent.i;y = resistor10.p.v;右侧即分别为生成的 FMU 的输入和输出。设置好之后，在菜U，选择 FMI 的版本和仿真模式，如图 4.6 所示，即可生成 FM
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FMI标准的传动系统模型在环虚拟车辆仿真研究[J]. 姚逸程,周文华. 机电工程. 2017(08)
[2]Simulink模型到Modelica模型转换技术[J]. 董政,丁建完. 计算机辅助工程. 2016(05)
[3]支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现[J]. 胡峻豪,冯雷,朱睿,李荣强. 航空制造技术. 2016(13)
[4]航空发动机执行机构实时建模方法研究[J]. 李华聪,张红安,李耀,马银娜. 控制工程. 2015(04)
[5]航空发动机燃油计量装置特性仿真与试验研究[J]. 余玲,叶志锋,王彬. 航空发动机. 2015(02)
[6]航空发动机燃油计量装置的AMESim建模[J]. 余玲,叶志锋. 现代机械. 2014(05)
[7]加力燃油计量装置的AMESim仿真研究[J]. 王彬,赵皓岑,叶志锋. 航空发动机. 2014(05)
[8]运用CATIA和ADAMS的十字轴万向联轴器的运动学和动力学仿真[J]. 晋萍,聂宏. 现代制造工程. 2011(02)
[9]基于Modelica的电子线路实验仿真[J]. 顾昊英,包涌金,林芊,张峰. 实验室研究与探索. 2010(10)
[10]旋转总压畸变对压气机稳定性影响的二维不可压缩模型[J]. 张环,胡骏,刘大响,屠宝锋,王志强. 航空动力学报. 2009(08)
硕士论文
[1]基于FMI的一体化仿真平台及其在航天工程中的应用[D]. 赵杨杨.哈尔滨工业大学 2013
[2]发动机加力控制系统及其执行机构的仿真研究[D]. 吴忠敏.南京航空航天大学 2007
本文编号：2897291
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃油计量装置结构图
图 4.3 FMU 模型描述接口定义元素的详细含义见表 4.2:表 4.2 FMI 模型描述元素及含义描述ange 若存在该元素，则表明该 FMU 是基于 ME 模式生成。ion 若存在该元素，则表明该 FMU 是基于 CS 模式生成。ions 所有单位的列表，包括基本单位及其衍生。tions 所有数据类型的列表，包括实数型、整形、布尔型、字符串ries 所有日志信息的列表。iment 设置仿真初始参数，包括截至时间和仿真精度。ations 模型提供者添加的额外信息。bles FMU 核心数据结构，定义了所有可以通过 FMU 函数获取的ture 定义了模型的机构，即模型的输出、状态量和未知初始值miModelDescription 包含了仿真模型的主要属性，详细见表 4.3:表 4.3 主元素“fmiModelDescription”的属性
图 4.5 在 MWorks 中设置编译器类型置模型的输入输出，在模型中分别添加输入和输出对象 u 和 y:Modelica.Blocks.Interfaces.RealInputu u；Modelica.Blocks.Interfaces.RealOutput y；u = signalCurrent.i;y = resistor10.p.v;右侧即分别为生成的 FMU 的输入和输出。设置好之后，在菜U，选择 FMI 的版本和仿真模式，如图 4.6 所示，即可生成 FM
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FMI标准的传动系统模型在环虚拟车辆仿真研究[J]. 姚逸程,周文华. 机电工程. 2017(08)
[2]Simulink模型到Modelica模型转换技术[J]. 董政,丁建完. 计算机辅助工程. 2016(05)
[3]支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现[J]. 胡峻豪,冯雷,朱睿,李荣强. 航空制造技术. 2016(13)
[4]航空发动机执行机构实时建模方法研究[J]. 李华聪,张红安,李耀,马银娜. 控制工程. 2015(04)
[5]航空发动机燃油计量装置特性仿真与试验研究[J]. 余玲,叶志锋,王彬. 航空发动机. 2015(02)
[6]航空发动机燃油计量装置的AMESim建模[J]. 余玲,叶志锋. 现代机械. 2014(05)
[7]加力燃油计量装置的AMESim仿真研究[J]. 王彬,赵皓岑,叶志锋. 航空发动机. 2014(05)
[8]运用CATIA和ADAMS的十字轴万向联轴器的运动学和动力学仿真[J]. 晋萍,聂宏. 现代制造工程. 2011(02)
[9]基于Modelica的电子线路实验仿真[J]. 顾昊英,包涌金,林芊,张峰. 实验室研究与探索. 2010(10)
[10]旋转总压畸变对压气机稳定性影响的二维不可压缩模型[J]. 张环,胡骏,刘大响,屠宝锋,王志强. 航空动力学报. 2009(08)
硕士论文
[1]基于FMI的一体化仿真平台及其在航天工程中的应用[D]. 赵杨杨.哈尔滨工业大学 2013
[2]发动机加力控制系统及其执行机构的仿真研究[D]. 吴忠敏.南京航空航天大学 2007
本文编号：2897291
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