基于运动法的航空发动机高速燃油齿轮泵卸荷槽设计与验证

作者： 符江锋   赵志杰   刘显为   魏士杰   崔建   魏鹏飞   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   燃油泵   困油模型   卸荷槽设计   齿轮泵  

描述： 高压、高速、高温化使得齿轮泵固有困油问题愈发严重，传统卸荷槽结构已难以满足高性能燃油泵设计要求。为此本文提出一种基于运动法的新型卸荷槽结构设计方法，通过构建困油模型并从整泵全局角度分析齿轮参数对困油各项性能的影响规律，以确定齿轮参数并为卸荷槽设计提供约束条件；其次基于齿轮运动规律和卸荷槽设计原则进行了某型燃油齿轮泵卸荷槽的设计，并进行了多个工况下新型卸荷槽和传统卸荷槽困油特性仿真对比；最后试制了样机并通过试验验证了卸荷槽设计的有效性。研究结果表明：所设计的卸荷槽较传统矩形卸荷槽相比，同工况下最大困油压力降低63.4MPa，流量脉动率减小33.5%，空化区域更小，工作性能更优，能够显著缓解困油带来的不利影响。采用该结构卸荷槽的齿轮泵具有高的容积效率和长时抗汽蚀能力。

航空柱塞泵性能仿真研究

作者： 符江锋   来源： 西北工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 本文对柱塞泵的性能、受力和柱塞泵的数学模型进行了详细地分析。以AMESim仿真软件为平台，对柱塞泵的建模方法、原理、步骤进行了详细的分析和研究，并建立柱塞泵各个部件对应的AMESim仿真部件和柱塞泵的AMESim仿真模型。在柱塞泵AMESim仿真模型的基础上，对柱塞泵进行了运动仿真分析、柱塞泵供油规律（供油量、供油压力）动、静态特性仿真分析、柱塞泵液压关死仿真分析及转子与分油盘之间油膜厚度变化规律的仿真分析。并以柱塞泵AMESim仿真模型为基础，进行理论验算和仿真分析研究，讨论不同结构参数对柱塞泵动、静态性能的影响程度。

航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真

作者： 李嘉   李华聪   徐轩   王淑红   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡扇发动机　　多变量控制　　KQ控制算法　　变增益调度　　控制器  

描述： 发动机的多变量KQ变增益控制器设计研究,并进行仿真验证。仿真结果表明,设计点条件下,当涡轮后温度和增压比参考输入均为阶跃信号时,其被控参数响应速度很快,且上升时间均小于1 s,耦合影响小于6%,设计点KQ

航空发动机推力控制系统喘振裕度影响分析

作者： 孙护国   李嘉   李华聪   叶斌   来源： 计算机仿真 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 喘振裕度   性能退化   加权预估   推力控制  

描述： 由于补偿引入喘振裕度限制,引起发动机推力损失。为了最大程度地提高推力控制系统下的发动机性能,提出了喘振裕度对涡扇发动机推力控制系统影响的研究。针对某型涡扇发动机分段线性化模型建立了推力控制系统,并设计了喘振限制保护器。通过发动机模型数据进行推力-转速的估计值与实际值平衡点实时加权计算,设计了外环推力估计回路,并通过合理的调度逻辑完成推力控制系统的变增益PI控制。仿真结果表明:采用的加权预估方法能够有效地估计推力并跟踪设定的期望推力,实现最大程度的推力损失补偿。对不同高压压气机喘振裕度进行仿真分析,结果表明,整个推力控制系统可以在合理的喘振裕度限制下,保证发动机安全工作且能够实现有效地推力控制。通过在一定范围下调整喘振裕度限制幅度,能够提高发动机推力的响应时间,为后续研究航空发动机喘振裕度限制范围起到了重要作用。

基于区域极点配置的航空发动机LPV鲁棒控制器设计

作者： 贾秋生   史新兴   李岩   李华聪   来源： 西北工业大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 线性变参数   航空发动机   H_∞控制   线性矩阵不等式   鲁棒控制器设计   极点配置  

描述： 基于区域极点配置的航空发动机LPV鲁棒控制器设计

基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

作者： 贾秋生   史新兴   李华聪   韩小宝   李岩   来源： 推进技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 线性变参数模型   航空发动机   鲁棒控制   参数依赖Lyapunov函数   极点配置  

描述： 针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的非线性动态特性;针对上述LPV模型,采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计具有H∞鲁棒性能的状态反馈控制器,给出了控制系统全局稳定性的证明;并利用混合区域极点配置方法,将闭环系统极点配置到左半平面指定位置,以保证控制系统的动态特性及稳定裕度;进而引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方程转化为有限维LMI进行控制器求解,并得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:存在复杂量测噪声干扰条件下,鲁棒变参数控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.5s,系统无超调,对控制期望的稳态跟踪误差在0.02%以内,符合发动机控制系统技术要求。

基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

作者： 贾秋生   史新兴   李华聪   韩小宝   李岩   来源： 推进技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 线性变参数模型   航空发动机   鲁棒控制   参数依赖Lyapunov函数   极点配置  

描述： 基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

航空发动机叶片振动特性试验研究

作者： 肖红亮   李华聪   李伟明   李嘉   王淑红   来源： 推进技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   不确定性   指令跟踪   最优控制器   增广MRAC  

描述： 针对多变量系统存在不确定性导致的控制性能下降问题,提出了一种基于最优控制律的增广模型参考自适应控制器补偿设计方法。通过采用最优LQR控制律实现系统性能的优化设计从而建立基本控制器,以反馈控制结构为框架,对该最优LQR基本控制器实现增广设计,以改善系统的动态跟踪和抗干扰特性,以双转子航空发动机为对象实现控制器的仿真验证。结果表明:通过增广自适应控制实现了原LQR基本控制器对系统不确定性的跟踪补偿,有效地实现了控制指令跟踪,达到了期望响应性能,控制误差小于0.25%,超调量小于0.5%,且调节时间小于1.5s,符合发动机控制系统技术要求;同时,改善了原基本控制系统在不确定性时的不稳定控制效果,保证了系统一致渐近稳定。