航空发动机分布式控制关键技术研究

作者： 何鹄环   来源： 西北工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机   分布式控制系统   控制局域网   数字信号处理  

描述： 航空发动机控制系统发展趋势是分布式控制系统,分布式系统有着重量轻、成本低、易维护、高可靠性等特点,有研究表明,分布式控制取代集中式控制的收益不亚于全权限数字电子控制取代机械液压控制的收益。 本文分析了航空发动机分布式控制系统的结构、特点和功能,比较了几种分布式数据总线的优缺点,提出了基于DSP和CAN总线的航空发动机分布式控制方案。设计中,用工控机模拟航空发动机电子控制器(EEC);智能传感器和执行机构的控制核心采用DSP芯片TMS320F2812;通讯总线选用CAN总线。 从软、硬件角度设计了适用于分布式系统的发动机电子控制器,如周期信号发生器;设计了EEC和智能单元的总线接口电路,扩展了通讯协议,编制了通讯程序;设计了基于DSP和CAN总线智能温度传感器、智能转速传感器、智能位置执行机构,详细设计了这些智能单元的硬件电路和相关软件。 在实验室条件下建立了物理模型,实现了发动机分柿式控制器系统的物理仿真,仿真系统初步满足了分布式系统控制要求,为航空发动机分布式控制系统的研究奠定了基础。

基于PMAC的航空结构件柔性工装分布式控制系统设计

作者： 吴玲   来源： 计算机测量与控制 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空结构件   分布式控制系统   柔性工装   PMAC  

描述： 航空结构件是航空飞行器中的重要组成部分，航空结构件的自动化柔性工装质量直接影响航空飞行器的飞行安全水平；为降低系统位置和姿态控制误差，减小航空结构件的磨损面积，设计了基于PMAC的航空结构件柔性工装分布式控制系统；采用PMAC运动控制器，接收电子部件的反馈信号，控制步进电机、直流电机和交流电机；结合工控机、定位器、伺服电机和分布式通信网络，完成硬件系统的设计；根据航空结构件柔性工装操作设备的组成结构和工作原理，构建相应模型；确定航空结构件在目标曲面上的柔性工装位置，从移动位置和装配力两个方面，计算柔性工装控制量；在PMAC控制器的作用下，通过位姿的调整实现系统的航空结构件柔性工装分布式控制功能；系统测试结果表明，设计分布式控制系统的位置和姿态控制误差分别降低了13 cm和0.32°,且设计系统控制下航空结构件的磨损面积较小。

航空发动机分布式控制系统总线触发机制研究

作者： 夏迩豪   计自飞   来源： 中国科技信息 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 分布式控制系统   总线竞争   报文标识符   机制研究  

描述： 随着我国航空航天事业的不断发展,对于发动机控制的研究也达到了新的高度。就现阶段而言,大多数航空发动机的控制系统都是通过全权限数字电子控制器(FADEC)实现对总线的触发,这种通过"点对点"的方式实现的控制系统,面对海量采集信息的冲击,总线方触发机制往往会受到负载的影响而出现延时,为此,设计更具机动性的触发机制成为提高发动机运行效率的关键。以总线为基础的分布式通信系统作为未来控制领域发展的主要趋势,关键就是要控制多节点数据在竞争过程中所产生的网络诱导延迟,对其进行约束。

航空发动机分布式控制系统时延/丢包鲁棒性分析

作者： 李睿超   郭迎清   姜彩虹   陈义峰   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 区域极点配置   航空发动机   分布式控制系统   鲁棒性分析   时延/丢包  

描述： 结果表明:当闭环极点被配置在-4附近时,系统具有最强的时延/丢包鲁棒性.综合考虑控制系统对于时延/丢包鲁棒性和动态性能的要求,可以将闭环极点配置在圆心在-8和-4之间、半径为1的圆盘区域内.

不确定航空发动机分布式控制系统自适应滑模控制

作者： 任立通   谢寿生   王磊   苗卓广   彭靖波   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   分布式控制系统   不确定性   自适应滑模控制   时延  

描述： 针对存在参数摄动、外部干扰的航空发动机不确定性分布式控制系统,在系统具有时变输入时延和干扰上界未知的情况下,设计了具有鲁棒性能的自适应滑模控制器。基于预测控制和矩阵奇异值理论,对初始的发动机离散分布式模型进行等效线性变换,得到不显含时延项的规范形系统模型,便于进行滑模面参数的求解;在给定的H_∞指标下,推导了滑模运动在非匹配不确定性作用下渐进稳定的充分条件,给出了线性矩阵不等式(LMI)形式的滑模面参数设计方法;最后,设计对干扰具有估计功能的自适应率,在此基础上提出自适应滑模控制器。仿真结果表明:所设计的控制器能够有效降低外部干扰对系统动态性能的影响,在所考虑的不确定性因素作用下,系统的滑模运动具有理想的H_∞性能。当外部干扰强度变化时,控制器的鲁棒性较好,状态收敛时间小于0.8s,且不存在抖振。

航空发动机分布式控制系统动态输出反馈鲁棒H_∞容错控制

作者： 张乐迪   谢寿生   张驭   任立通   王磊   彭靖波   周彬   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 分布式控制系统   网络诱导时延   鲁棒H∞容错控制   动态输出反馈   执行器部分失效故障  

描述： 针对存在网络诱导时延、外部干扰的航空发动机分布式控制系统,提出了执行机构发生部分失效故障时的输出反馈容错控制方法。对航空发动机分布式控制系统中网络诱导时延以及执行器部分失效问题进行量化说明,在此基础上,采用动态输出反馈控制器建立增广闭环系统。针对所建立的增广闭环系统,对H_∞性能约束下的增广闭环系统稳定性进行分析,并利用线性矩阵不等式理论设计了输出反馈H_∞容错控制器。仿真结果表明,当两个执行机构输出值分别为衰减80%和50%时,控制系统在所设计的控制器作用下均方渐进稳定,且具有H_∞性能指标为0.63,同样在正向偏差故障条件下也具有很好的容错能力。

航空发动机分布式系统的事件触发滑模控制

作者： 王玮轩   彭靖波   张志芬   张驭   谢寿生   温广瑞   郑劲松   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   分布式控制系统   事件触发滑模控制   丢包   时延  

描述： 针对存在时变时延和随机丢包的航空发动机分布式控制系统，在具有外部扰动的情况下，设计了保证系统渐近稳定的事件触发滑模控制器。为了提高资源的利用率，引入了动态事件触发机制来调度采样信号的传输。为了便于滑模面的建立，设计了状态观测器，并基于观测状态构造了积分滑模面。通过李雅普诺夫方法，得到了稳定性准则，并给出了线性矩阵不等式（LMIs）形式的控制器、观测器、事件触发器的参数计算方法。随后设计了滑模控制律，确保了滑模面的可达性。此外，为了提高LMIs的可行性，提出了基于iL-SHADE的LMIs参数优化方法。仿真结果表明，在给定的控制框架下，闭环系统能够保证较好的控制性能。在给定的仿真条件下，减少了96.5%的信号传输，极大节省了通信资源。

航空发动机分布式系统时延分析及控制设计

作者： 王欣悦   来源： 大连理工大学 年份： 2021 文献类型 ： 学位论文 关键词： 分布式控制系统   网络诱导时延   航空发动机控制   DALQR控制   分布式控制仿真平台  

描述： 航空发动机分布式系统时延分析及控制设计

航空发动机分布式控制系统故障检测综述

作者： 赵泽平   彭靖波   张乐迪   徐若淞   来源： 第31届中国控制与决策会议 年份： 2019 文献类型 ： 会议论文 关键词： 分布式控制系统   非线性系统   故障检测   丢包   时延  

描述： 航空发动机分布式控制系统故障检测综述

航空发动机分布式控制系统智能执行机构研制

作者： 李伟   来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： DSP   航空发动机   分布式控制系统   旋转计量活门控制器   导叶控制器   矢量喷口控制器   CAN总线  

描述： 分布式控制是航空发动机控制系统的发展方向,CAN总线是一种很有发展前途的总线,十分适合用于航空发动机分布式控制系统。本文使用CAN总线作为通讯总线,研制了多种智能执行机构,用于组建航空发动机分布式控制系统半物理仿真平台。本文使用TI公司的TMS320F2812数字信号处理器作为微控制器,设计、制作了实验室环境下的基于CAN总线的智能执行机构,包括矢量喷口控制器、旋转计量活门控制器和导叶控制器,并分别对它们进行了调试。在实验室环境下,实现了智能执行机构之间基于CAN总线的通讯。实现了智能执行机构的数据采集、自校准、上电自检测和局部闭环控制等功能,建立了矢量喷口实验件的简化数学模型,推导了矢量喷口状态和作动筒位置之间的关系,并在含实物平台上对位置控制器的效果进行了实验验证。为构建航空发动机分布式控制系统半物理仿真平台和进一步研究航空发动机分布式控制系统奠定了基础。