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- 航空发动机 PID 控制频域设计方法研究
- 作者： 唐钰婷 来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机 PID参数整定 频率响应法 线性模型 频域指标 鲁棒性
- 描述： 目前航空发动机控制系统主要采用PID控制，其参数的整定主要采用时域方法。但在控制系统的设计过程中，控制参数的整定仍是控制系统设计的难点问题。我国采用频率响应分析法对航空发动机PID控制系统的参数整定研究还不多，因此本文针对发动机PID控制的频域设计方法开展研究。针对某型涡扇发动机非线性部件级模型，通过对频率响应的辨识，研究建立发动机的线性模型的方法。建立了飞行包线内燃油量-高压转速、燃油量-低压转速和喷口-压比的线性模型，并采用阶跃响应验证了模型的精度。针对考虑执行机构的航空发动机转速和压比PI控制系统，提出了考虑幅值裕度、相角裕度和时域指标的参数最优整定方法。通过控制系统的稳定裕度指标得到控制参数可选区域，在这个区域上利用时域性能指标对参数进行优化，获得了包线内不同工作点处中间状态的最优控制参数。对发动机线性模型和非线性模型的仿真验证均有较好的控制效果。分析了航空发动机稳定裕度、穿越频率、截止频率、闭环带宽等频域性能指标在飞行包线内的变化规律，并提出一种具有精确幅值裕度和相角裕度的PID控制参数频域整定方法。在飞行包线内不同工况下，通过二维插值得到的幅值裕度和相位裕度并整定得到高、低压转速和压比PI控制的参数，仿真验证了该方法的有效性。提出了控制系统的鲁棒频域设计方法，根据推广到时滞系统的棱边定理，求得不确定系统族棱边系统的稳定域交集，得到鲁棒控制参数的取值范围。非线性模型的仿真效果表明，该方法具有满意的控制效果，提高了系统的鲁棒性。
- 航空发动机鲁棒PI控制频域设计
- 作者： 唐钰婷 仇小杰 来源： 燃气涡轮试验与研究 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 高阶系统 鲁棒PI控制 频域设计 棱边定理 参数不确定性 时滞系统
- 描述： 针对航空发动机高、低压转速和压比控制回路,研究中考虑执行机构动态的高阶开环传递函数,根据推广到时滞系统的棱边定理,采用频域方法设计有参数不确定性的非精确模型的鲁棒PI控制器;并利用不确定范围内的发动机非线性模型构成的棱边系统和不确定系统族,验证了鲁棒控制器作用下的系统性能。仿真结果表明,该频域设计方法能使闭环系统的性能指标和鲁棒性均达标。