基于UIO的航空发动机控制系统传感器故障诊断研究

【类型】学位论文

【作者】石竟成 

【关键词】 航空发动机 简化实时模型 子空间辨识 控制器 故障诊断 未知输入观测器

【摘要】随着现代航空航天科学技术的飞速发展和飞机对发动机性能要求的不断提高，航空发动机日趋复杂，其工作的安全性和可靠性也越来越受人们重视。而航空发动机模型可用于发动机性能分析，控制规律研究以及发动机故障诊断等领域，在航空发动机的研究领域有着十分重要的作用。 本课题首先对某型航空涡扇发动机的非线性模型中的进气道、增压机压气机、压气机、高压涡轮和低压涡轮中的比热计算方法进行修改，即将定比热计算法修改为变比热计算，并与GSP11数据进行对比。其次，利用已有GSP11数据建立某型涡扇航空发动机加速状态的简化实时模型。其中，模型的建立分为稳态模型和动态模型。稳态模型的建立采用插值法，动态模型的建立采用动态系数法。然后，根据子空间系统辨识的方法对修改后的非线性模型的状态空间模型进行辨识，并结合预报误差法对所得到的状态空间模型在邻近点处进行修正。同时，研究了基于线性二次型最优控制器的航空发动机最优伺服控制系统，讨论了线性二次型的严格正则问题和伺服问题。 最后，重点研究了未知输入观测器设计的相关问题和设计步骤。并基于未知输入观测器对所选的航空发动机控制系统的五路传感器的故障分别进行了检测、隔离和重构。仿真结果表明，未知输入观测器能实时和准确地针对不同传感器的故障信号进行检测和隔离，而且其重构信号较准确，能很好的完成航空发动机控制系统的传感器的故障诊断任务。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王曦

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