航空涡轴发动机建模与控制规律研究

【类型】学位论文

【作者】梁宁宁 

【关键词】 涡轴发动机 部件级数学模型 控制系统 控制规律 数字仿真

【摘要】建立航空发动机部件级数学模型是开展发动机控制系统数字仿真、半物理仿真研究的基础，也是发动机健康管理、故障诊断等的依据。 本文首先分析了某涡轴发动机的部件级数学模型，然后以该模型为基础，参考国内外涡轴发动机控制技术的相关文献，将涡轴发动机慢车以上状态的控制分为三个部分：稳态控制、过渡态控制以及限制保护控制。在分析了涡轴发动机控制原理的基础上，明确控制目标，设计控制规律：稳态控制规律采用燃气发生器转速和动力涡轮转速串级PID控制；加减速控制是涡轴发动机控制系统的重点和难点，本文着重研究了发动机的加减速控制规律：(1)采用传统的燃气涡轮转速变化率与动力涡轮转速串级PID控制，获得了良好的控制效果；(2)利用非线性控制理论设计加减速控制器：首先基于BP神经网络的PID控制，在发动机加速过程中，根据发动机的状态实时调整控制参数，得到了很好的控制效果，进而采用遗传算法设计发动机加速优化控制，在保证发动机安全工作的前提下，进一步发挥发动机性能潜力；限制保护控制规律通过限制燃油量的变化来限制状态参数：在发动机运行过程中，限制保护控制器实时监测发动机性能参数，一旦达到某种要求立即发挥其控制功能，以保证发动机安全稳定的运行。

【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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