航空发动机自动油门控制系统原理分析与实验研究

【类型】学位论文

【作者】赵雷 

【关键词】 自动油门系统 抗积分饱和 增量式PID控制 半物理仿真

【摘要】自动油门控制系统作为航空推进系统的重要组成部分，通过自动调整舱内油门杆位从而实现对飞机发动机推力的控制。油门杆位与飞行状态相对应，不同杆位对应的发动机推力亦不相同。自动油门的应用实现了自如操纵发动机，获得飞行任务所需推力，同时自动油门杆的作用也减少驾驶员的工作量。对自动油门系统的控制精确性是实现上述发动机推力控制的重要保证。 自动油门系统能够在任何工作状态下均实现稳定可靠工作，达到预定响应精度，需要对自动油门系统施加精确控制并进行实物仿真验证。因此，对自动油门系统的研究要从仿真模型建立开始。为了减少实物模型实验过程中在时间和经济上的损耗，通过对系统的结构以及系统相关特性分析，在MATLAB/simulink平台上构建与实物模型对应的数学模型，进而推导出系统的控制模型，并针对控制模型完成PID控制器设计。最后通过半物理仿真实验，针对实验过程遇到的实际问题予以解决。本文针对在油门机械杆作动过程中存在的积分饱和问题，通过增量式控制算法实现抗积分饱和现象，最终达到对自动油门系统的精确控制，使其在指定飞行状态下完成精确作动。 完成自动油门系统的半物理仿真验证，是实现发动机推力控制的一个重要环节。本文介绍了针对自动油门系统所构建的发动机线性参数变化模型。通过实验获得发动机高低压转子转速等一系列输出参数。最后，通过PID控制，表明在本文所设计的自动油门控制系统作用下的发动机控制参数的动态性能指标满足性能要求。

【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】刘晓锋

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