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- 基于平衡流形展开模型的航空发动机非线性控制方法研究
- 作者： 赵辉 来源： 哈尔滨工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机 增益调度 线性变参数 平衡流形展开模型 反馈线性化
- 描述： 与一般非线性对象的控制问题相比，航空发动机的控制因模型问题而有特殊性。依据发动机工作原理建立的部件模型过于复杂且没有解析的表达式，不能直接用于控制器设计。目前发动机非线性控制一般采用线性化模型和简单的增益调度策略实现，这种设计在理论上无法保证闭环系统的稳定性和性能。建立结构简单且具有物理可理解性的发动机模型，对于有理论保证的控制算法的设计和工程应用都有重要意义。航空发动机的平衡流形展开模型目前在研究中表现出了一定的优势，但还有很多问题需要深入探讨。本文以提供简单可靠的航空发动机控制模型和控制方法为目的，系统地开展了平衡流形展开模型的相关研究。 首先，研究了线性参变数（LPV）控制方法在航空发动机应用中的局限性。从模型的角度分析了目前研究中的各种发动机非线性控制算法没有获得工程应用的原因。分析了 LPV 控制方法对获得广泛工程应用的航空发动机增益调度控制的改进意义。从闭环系统的局部稳定性分析和涡扇发动机控制系统仿真两个角度展示了发动机 LPV 建模方法的问题。同时研究表明，其改进方案——基于变化率的 LPV 模型在发动机中的应用价值也非常有限。指出了在没有找到合适的 LPV 建模方法之前，航空发动机的增益调度设计很难在理论上获得突破。 其次，系统地研究了平衡流形展开模型的性质和辨识特点。从理论研究的需要出发，给出了平衡流形展开模型的全新定义，界定了该模型与其他模型的联系与区别。在此基础上对平衡流形展开模型展开了全面分析，包括平衡流形展开模型与原系统的关系、模型结构参数之间的约束、参数化方式和映射方式对建模结果的影响，以及不同映射方式得到的模型之间的关系等问题。结合航空发动机的平衡流形展开模型辨识过程分析了动静分离两步法建模的特点和合理性，分析了建模结果对映射方式选择、测量噪声等因素的敏感性。利用这一建模特点，提出了一种更有优势的航空发动机线性建模方法，并进行了验证。 再次，研究了基于平衡流形展开模型的近似反馈线性化控制方法。从闭环系统的平衡流形展开模型的角度研究了基于对象平衡流形展开模型的控制特点。以平衡流形展开模型为名义模型设计具有一定稳定性和性能的控制器，可使得实际系统获得相应的局部稳定性和局部性能。利用平衡流形展开模型这一控制方面的特点，一方面分析了基于发动机的 LPV 模型，采用 LPV 综合理论设计的增益调度控制失败的原因，另一方面提出了基于平衡流形展开模型的航空发动机近似反馈线性化方法，并通过大量的涡扇发动机仿真验证了这种方法的鲁棒性。 最后，研究了基于平衡流形展开模型的增益调度控制器设计方法。分析了从平衡流形局部考虑的增益调度控制对于发动机控制的意义。从增益调度闭环系统的平衡流形展开模型出发，推导了增益调度控制器的平衡流形展开形式。研究了平衡流形展开形式的增益调度控制器的设计特点。分析了平衡流形展开形式的增益调度控制器的简化设计问题、简化形式的存在条件，以及进一步化简为 LPV 形式的条件。结合涡扇发动机的控制器设计问题，研究了调度变量映射方式的影响，以及这种增益调度控制器对于大偏离过程控制的适应性。
- 高原环境对航空制氧装备的影响及对策研究
- 作者： 赵辉 雷金果 谢千东 来源： 装备环境工程 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 高原环境 制氧 环境适应性
- 描述： 目的 改善制氧装备的高原适应性,提高其高原保障性能。方法 由部分到整体,在研究了高原环境的特点的基础上,研究压缩机、膨胀机、电气设备等重要部件的高原环境适应性,进而得出高原对制氧装备工作性能的影响。结果 高原环境的特点超出了制氧设备的设计指标,会严重影响制氧设备的正常运行。结论 采取适当的措施对制氧设备重要部件加以改进,对提高制氧设备的高原适应性具有良好效果。
- 航空地面电源发电机励磁系统仿真设计与实现
- 作者： 赵徐成 刘章龙 赵辉 杨阳 来源： 计算机测量与控制 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空地面电源 励磁系统 PID控制 Matlab仿真
- 描述： 受系统规模和复杂性、安全性等的限制,很多航空地面电源的实验无法直接在原型系统上进行;为了实现真实地模拟航空地面电源发电机励磁系统,方便检测其实际工作状况和进行仿真实验,提高可靠性和安全性;以某型航空地面电源车发电机励磁系统为研究对象,对系统模型的建立和仿真进行了分析,选用Matlab软件平台对系统模型进行了仿真和试验;仿真和试验结果验证了该设计方案的可行性,表明了该模型能够真实地反映航空地面电源发电机励磁系统的实际运行特性,具有较好的动态性能;该设计可为未来航空地面电源的分析和设计提供新的思路和方法,同时也可为新型航空地面电源的研制提供试验平台。
- 基于混合教学理念的《航空发动机原理》教学模式探索
- 作者： 王正鹤 魏振伟 赵辉 马震宇 来源： 高教学刊 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机原理 教学效果 混合教学 教学方法
- 描述： 随着信息技术逐步深入到高等教育教学改革实践中,文章结合《航空发动机原理》课程的教学实践,在混合教学设计的基本需求分析的基础上,构建基于混合教学理念的教学模式,实现培养学生自主学习能力、创新能力和提升教师素质和教学科研能力的目标,达到构建可持续发展的教与学教学模式的目的。
- 面向就业创业的通航飞机气动设计案例库建设
- 作者： 王晓璐 刘战合 赵辉 来源： 河南教育(高教) 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 通用航空 课程建设 飞行器设计与工程
- 描述： 通用航空是综合交通运输体系的一个重要组成部分,也是飞行器设计与工程专业学生就业创业的优势领域之一。通航(通用航空的简称)产业具有门槛较低、形态多样和人才需求较大的特点。以就业创业为导向,郑州航空工业管理学院航空工程学院开发建设了通航飞机气动设计案例库,以期为飞行器设计与工程专业的人才培养提供参考。
- 航空体育器械训练对飞行学员心率及心率变异性影响研究
- 作者： 刘克银 李成杰 赵辉 张永鹏 来源： 中国民航飞行学院学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空体育器械 心率变异性 飞行学员 心率
- 描述： 本文运用可穿戴设备测量民航飞行学员航空体育器械训练“静息、训练及恢复状态”的生理指标变化，并探讨航空体育器械训练对心脏自主神经功能的急性影响。通过测试可知：(1)固滚、旋梯、侧滚训练中心率升高