基于冗余执行器的航空发动机推力快速响应控制方法研究

【类型】期刊

【作者】李睿超  虞超  姚竞豪  郭迎清  王兵  王向阳 

【刊名】推进技术

【关键词】 航空发动机,冗余执行器,最小相位系统,推力快速响应,推力控制

【摘要】面向飞/推一体化控制需求，开展涡扇发动机推力快速响应控制研究，提出了适用于推力最小相位系统的冗余控制方案。研究内容包括：（1）借鉴阀位控制思想，提出在传统燃油流量（Wf）回路基础上增设尾喷口喉道面积（A₈）回路，通过挖掘冗余执行器变化速率潜力，提高推力响应速度，降低了对于燃油泵快速作动的需求，同时该方法可以使喷口在推力响应过程逐渐回中，系统具备持续的推力快速调节能力；（2）分析了A₈调节推力的物理机理，指出容腔压力动力学主导的部件间流量匹配过程使得A₈对推力具有直馈作用，是提高推力响应速度的有效途径。基于发动机部件级模型的评估结果表明，本文提出的方法在执行机构存在速率限制的情况下，实现了推力10 rad/s闭环带宽和A₈回中的设计目标，方法可行、有效。在推力响应过程中，A₈直馈作用对推力变化的贡献度最高时超过50%。随着对于推力控制模式和推力响应速度的日趋关注，应对容腔内的压力动态过程给予充分的重视。

【年份】2024

【作者单位】西北工业大学动力与能源学院;清华大学航天航空学院;清华大学航空发动机研究院;

【期号】07

【页码】265-273