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- 基于静态输出反馈的航空发动机PID控制器设计
- 作者： 宋学奎 来源： 东北大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机 多胞 静态输出反馈 增益调度 H_∞控制 极点配置
- 描述： 航空发动机具有较强的非线性,对象特征会在不同的工作情况下有较大的变化。所以在单一标称点下设计的控制器很难保证发动机在各种工作情况下都具有很好的工作性能。而且随着航空发动机性能的提高,发动机变得越来越复杂,需要控制的发动机参数也越来越多。为此,本文将航空发动机建模成LPV模型,利用LPV模型的在线可测时变参数调度不同的控制器,以保证发动机在各种工作情况下都具有很好的工作性能。本文提出了一种改进的静态输出反馈控制器设计方法,以此求解多输入多输出控制器参数。首先,本文用变参数的LPV模型来表示航空发动机,并把航空发动机的LPV模型凸分解为凸多胞模型。其次,本文把航空发动机PID控制器的表述形式转化成静态输出反馈控制器的形式。本文应用线性矩阵不等式(LMI)方法,对多胞模型的各顶点设计满足H∞性能且极点配置在给定区域的静态输出反馈控制器。因此研究航空发动机LPV模型和LMI凸约束优化问题是当前非常有实际意义的一项重要工作。再次,本文通过反向求解静态输出反馈控制器的增益,求得各顶点的PID控制器参数,综合顶点控制器得到具有全局连续变增益PID控制器。最后,本文搭建仿真模型和编写程序,利用仿真验证设计方法的有效性。在存在干扰时,仿真表明控制器能够使航空发动机的转速准确跟踪上指令信号,并具有一定鲁棒性。文章最后对其主要工作进行了总结,指出了所研究问题的不足之处,并对其进行了展望。