基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

【类型】期刊

【作者】贾秋生 史新兴 李华聪 韩小宝 李岩  

【刊名】推进技术

【关键词】 线性变参数模型,航空发动机,鲁棒控制,参数依赖Lyapunov函数,极点配置

【摘要】针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的非线性动态特性;针对上述LPV模型,采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计具有H∞鲁棒性能的状态反馈控制器,给出了控制系统全局稳定性的证明;并利用混合区域极点配置方法,将闭环系统极点配置到左半平面指定位置,以保证控制系统的动态特性及稳定裕度;进而引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方程转化为有限维LMI进行控制器求解,并得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:存在复杂量测噪声干扰条件下,鲁棒变参数控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.5s,系统无超调,对控制期望的稳态跟踪误差在0.02%以内,符合发动机控制系统技术要求。

【年份】2021

【作者单位】西北工业大学动力与能源学院;北京动力机械研究所;西北工业大学航天学院;

【期号】02

【页码】431-438

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