基于H ∞ /Leitmann方法的航空发动机鲁棒控制方法研究

发布时间：2021-06-18 17:57

　　航空发动机分布式控制系统是一个复杂的系统。航空发动机分布式控制系统的发展带来优越性的同时,通信网络的时延、参数摄动、建模误差、个体差异等带来的不确定性,噪声的影响,参数的耦合等也为航空发动机分布式控制带来了新的问题与难点。本文以某型涡扇发动机为研究对象,展开面向分布式控制的鲁棒控制方法研究,并基于这些研究进一步进行拓展。根据某型涡扇发动机气动热力学特性,利用小扰动拟合法建立航空发动机稳态平衡点的线性状态变量模型,为后续鲁棒控制器的设计和仿真验证奠定基础。首先基于该状态变量模型,同时考虑建模误差、参数摄动和模型差异等因素造成的不确定性以及噪声影响,建立含有不确定性和噪声的发动机控制系统状态变量模型。提出H_∞/Leitmann鲁棒控制方法,设计了H_∞/Leitmann状态调节器。H_∞控制实现无不确定性的标称系统的渐进稳定和噪声抑制,Leitmann方法与H_∞控制共同工作,实现含噪声和不确定性系统的“一致有界”和“一致最终有界”。为获得发动机控制系统输出跟踪性能,引入参考模型建立偏差模型实现跟踪,并建立误... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

利用参考模型实现跟踪示意图

图 6. 2 人机交互界面节计划为：H N 在 100%转速上下分别做 2%，3%和 5%的上下阶跃，。10 20 30 40 50t/s NH,r NH0 10 20 30 40 2.02.22.42.62.83.0控制变量t/sH N 阶跃时输出变量曲线 (b) 阶跃时控制变量图 6. 3Labview 纯数字仿真结果示意图

转速系统跟踪控制器硬件在回路试验路试验中，只有操作界面和发动机非线性模型在计算机中，控们通过网线进行连接，原理框图如图 6.4 所示。人机交互界面PC发动机 DLL ∞/ 控制器CIRO , 指令信号 , , 8以太网图 6. 4 硬件在回路试验原理图IO 的实物如图 6.5 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卡尔曼滤波器组的航空发动机传感器故障诊断[J]. 赵文博,叶志锋,王继强.  机械制造与自动化. 2013(03)
[2]时延网络控制系统控制方法研究综述[J]. 魏玲,薛定宇,鄂大志.  电子测试. 2008(03)
[3]航空发动机分布式控制系统结构分析[J]. 黄金泉,徐科.  航空动力学报. 2003(05)
[4]航空发动机分布式控制系统综述[J]. 郭迎清,章泓.  航空发动机. 2003(03)
[5]时滞系统的稳定性分析与控制器设计[J]. 汤伟,施颂椒,王孟效.  化工自动化及仪表. 2002(04)
[6]航空发动机小偏差状态变量模型的建立方法[J]. 冯正平,孙健国.  推进技术. 2001(01)
[7]一种建立航空发动机状态变量模型的新方法[J]. 冯正平,孙健国,黄金泉,蔡红武.  航空动力学报. 1998(04)

硕士论文
[1]航空发动机分布式控制时延系统稳定性及鲁棒控制方法研究[D]. 高大伟.南京航空航天大学 2014
[2]基于卡尔曼滤波器的航空发动机传感器故障诊断研究[D]. 夏超.南京航空航天大学 2013



本文编号：3237126