摘要：针对航空发动机全包线大范围非线性变化动态特性下的跟踪控制问题,设计分散鲁棒跟踪控制器。引入动态响应指数收敛参数,使得控制器在保证系统稳定的同时跟踪误差收敛速率可调。在飞行包线内选择一系列设计点,以油门杆角度(PLA)表征发动机功率水平,每隔5°选取一个PLA作为一个设计功率水平,针对从一个设计功率水平过渡到另一个设计功率水平的设计阶跃过程,采用递进法设计分散鲁棒跟踪控制器。采用线性插值的方法调度非设计阶跃过程分散鲁棒跟踪控制器参数。针对某型涡扇发动机部件级模型进行仿真,仿真结果验证了控制方法的有效性。

摘要：针对航空发动机全包线线性模型难以在线建立问题,提出一种基于智能特征提取的模糊建模方法。设计航空发动机特性表征参数,采用近邻传播算法提取航空发动机特性,将特性提取区域中心稳态工作点作为Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型标称点建立全包线T-S模糊状态空间模型。基于该T-S模糊模型结合H∞控制理论,设计参考模型H∞控制器并开展仿真验证,仿真结果表明:T-S模糊状态空间模型稳态误差处于10^(-3)量级,满足模型精度要求且H∞控制器响应时间小于1 s,无稳态误差,具有较好的控制效果。

摘要：在离散时间域下,研究了航空发动机的最优PI控制器设计问题.首先,提出一种多回路耦合的通用PI控制器设计方法,基本思想是构造Lyapunov函数以保证闭环系统稳定,且性能在给定评价指标下最优,结论转化为线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)描述,用现有工具箱很容易求解.随后,在通用控制器设计方法的基础上,考虑当前国内工程应用情况,针对大推力涡扇航空发动机的模型特性和控制要求,通过构造特殊形式的PI控制器以及矩阵变量,得到其多回路解耦的PI控制器设计方法,并讨论了性能评价指标矩阵的选取对控制器设计结果的影响,给出了指标矩阵的推荐结构.最后,以某型航空发动机控制为例,验证了所提方法的有效性.

摘要：提出了一种结合多胞形鲁棒变增益控制综合技术和基于系统广义距离的调度策略的航空发动机全包线控制方法。利用雅克比线性化方法获得包线内多点的发动机线化模型,将这些点作为多胞形模型的顶点,并利用多胞形鲁棒变增益控制综合技术设计顶点控制器。引入能够反映系统广义距离的间隙度量来计算包线内其他点的凸分解系数,结合顶点控制器实现全包线内发动机中间状态高压转速控制。全包线内的仿真结果表明,采用该控制方法能够满足航空发动机中间状态控制要求,具有较好的鲁棒性和跟踪性能,同时保证了控制器在全包线范围的稳定性。

摘要：The design of a turbofan rotor speed control system, using model reference adaptive control（MRAC） method with input and output measurements, is discussed for the purpose of practical application. The nonlinear compensator based on functional link neural network is used to deal with the engine nonlinearity and the hardware-in-loop simulation is also developed. The results show that the nonlinear MRAC controller has the adequate performance of compensating and adapting nonlinearity arising from the change of engine state or working environment. Such feature demonstrates potential practical applications of MRAC for aeroengine control system.

摘要：针对航空发动机在不同控制通路切换过程中出现的转速等参数发生大幅度跳变以及系统不稳定的问题,提出了一种模糊切换控制方法,设计了基于不同结构控制通路的模糊切换控制器,基于无源性概念对航空发动机多路模糊切换控制系统进行了稳定性分析,得到了多路模糊切换控制系统稳定的充分条件。航空发动机模糊切换系统与直接切换系统仿真结果表明了航空发动机多路模糊切换控制方法的有效性。

摘要：为便于开展涡扇发动机过渡态控制规律的正向设计,提出了一种基于模型的定状态控制规律设计方法。通过固定发动机加减速过程中的转速状态量,逆向求解满足物理约束条件的最优燃油量,获得发动机最优加减速控制规律。以某涡扇发动机为例,使用该方法基于部件级模型动态仿真分别设计了发动机过渡态开环油气比控制规律与闭环转子加速度控制规律,结果表明:两种控制规律仿真结果基本一致,满足最短加减速时间的要求,发动机高、低压转速仿真曲线与设计状态一致,发动机涡轮出口总温、燃烧室余气系数和喘振裕度等主要参数均未超限,验证了所提出的涡扇发动机加减速控制规律定状态设计方法的正确性和有效性。

摘要：针对分段仿射离散系统,提出一种基于观测器的H∞控制器设计方法。采用分段二次Lyapunov函数构造耗散不等式,以保证闭环系统的稳定性和H∞性能。通过椭球体近似逼近凸多面体形式的作用域,并借用奇异值分解技术处理矩阵等式约束,从而把H∞性能指标最小化问题转化为线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)描述的凸优化问题,并运用LMI工具箱求解。最后通过仿真实例说明所提方法的可行性。

摘要：提出了基于CAN总线和DSP的航空发动机分布式智能位置控制器。设计了输入、输出信号电路,总线接口电路,根据控制对象的特点,采用PWM实现D/A转换。建立了控制对象的数学模型,采用带一阶滤波的变速积分P I控制,分别进行了数字仿真实验和物理实物实验。提出了总线通讯的基本协议。实验结果表明该智能位置控制器适用于航空发动机分布式控制系统。

摘要：根据发动机相似工作原理以及平方和(Sun of squares,SOS)规划,基于发动机全飞行包线的换算线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,提出了一种基于区域极点配置的航空发动机全包线切换H∞/LPV控制方法。根据发动机相似换算参数,建立换算状态变量模型。以高压换算转速为调度参数,利用多项式拟合得到全包线慢车以上的换算LPV模型。考虑基于区域极点配置的H∞/LPV控制问题,将LPV闭环系统的极点配置在复平面上一个期望的区域内,并将LPV闭环系统稳定性条件转化为SOS约束,进行控制器求解。基于Lyapunov理论,设计全包线的切换LPV控制器,保证切换闭环系统Lyapunov意义下稳定。仿真结果表明,设计的切换LPV控制器能保证全包线内系统稳定且具有较好的鲁棒性能和动态响应性能。