某型航空发动机控制系统dSPACE仿真

【类型】学位论文

【作者】赵国 

【关键词】 航空发动机 数字仿真 dSPACE快速原型 多变量控制 增广LQR

【摘要】航空发动机控制系统是飞机的最重要组成部分，要提高飞机的性能，对航空发动机控制系统的研究显得极其重要。而数字仿真就是航空发动机控制系统设计与研究的重要手段之一，它可以减少试验工作量，缩短研发周期，有效降低研制费用及风险。本文以实际项目为基础，在此方面做了大量的研究工作。 本文首先采用部件法建立某型航空发动机的实时模型。该方法先根据航空发动机气动热力学特性和典型试验特性数据建立起发动机各部件的数学模型，然后根据流量连续、功率平衡及转子动力学等原理建立起各部件间共同工作控制方程组，得到了航空发动机的稳态模型和动态模型。最后以Newton-Raphson方法求解方程组得到航空发动机数学模型的参数。 本文设计了航空发动机各个控制回路及控制算法，进行了几种条件下的离线数字仿真，取得了较好的控制效果。在此基础上，利用 dSPACE 快速原型仿真系统建立了航空发动机 dSPACE 仿真系统，进行了相应条件下的发动机dSPACE仿真，并将仿真结果与离线仿真进行比较，两者结果基本一致。 关于航空发动机多变量控制，本文采用的是增广LQR方法。这种方法的一个难点就是加权矩阵的选取。LQR方法设计出的控制器性能与其加权矩阵密切相关，如果这些加权矩阵选取不当，则很可能选出没有意义的解。本文采用了一种LQR加权矩阵的实用选取方法，得到了LQR方法的加权矩阵，设计了LQR控制器，并在此基础上进行了dSPACE仿真，验证了LQR方法的有效性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】哈尔滨工业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陈兴林

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