航空发动机故障诊断与容错控制

【类型】学位论文

【作者】孙竹 

【关键词】 航空发动机 故障诊断 容错控制 参数选择 鲁棒观测器

【摘要】本文研究了航空发动机故障诊断和容错控制技术，主要内容包括建立状态变量模型、选择测量参数、设计气路故障诊断算法、设计转速容错控制器。针对航空发动机非线性模型建立控制系统中故障诊断和容错控制需要的状态变量模型，讨论了三种建立状态空间方程的方法：偏导数法、拟合法和PSO粒子群算法。针对航空发动机中测量参数的选取问题，研究了测量参数关于航空发动机性能变化参数敏感性，并采用基于Fisher信息矩阵的方法，得到了一组最优的测量参数。针对航空发动机故障诊断中测量参数数目少于健康参数数目的情况，利用基于奇异值分解法，将原系统进行降维处理，并针对经过降维的新系统设计Kalman滤波器，最后获得健康参数的估计值。另外针对气路故障诊断问题，本文采用了一种基于模糊逻辑和最小二乘估计结合的方法，同时估计出性能参数变化的幅度和性能参数变化的概率。最后研究了基于鲁棒观测器的容错控制算法，设计了容错控制器和鲁棒观测器，使得系统在发生故障情况下闭环稳定。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】黄向华

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