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航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真

李嘉 李华聪 徐轩 王淑红

李嘉, 李华聪, 徐轩, 等 . 航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(9): 1958-1968. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0583
引用本文: 李嘉, 李华聪, 徐轩, 等 . 航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(9): 1958-1968. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0583
LI Jia, LI Huacong, XU Xuan, et al. Multi-variable variable gain controller design and simulation based on aero engine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(9): 1958-1968. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0583(in Chinese)
Citation: LI Jia, LI Huacong, XU Xuan, et al. Multi-variable variable gain controller design and simulation based on aero engine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(9): 1958-1968. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0583(in Chinese)

航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0583
详细信息
    作者简介:

    李嘉,男,博士研究生。主要研究方向:航空发动机控制系统设计及仿真。Tel.:18066591366,E-mail:lijia89626@163.com;李华聪,男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:航空发动机控制系统设计。Tel.:15934885210,E-mail:lihuacong@nwpu.edu.cn

    通讯作者:

    李华聪,Tel.:15934885210,E-mail:lihuacong@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: V221+.3;TB553

Multi-variable variable gain controller design and simulation based on aero engine

  • 摘要: 针对航空发动机全包线工作下的多变量变增益控制器设计问题,给出了一种改进的埃德蒙德算法(以下简称KQ算法)并进行了仿真应用。首先,阐明了多变量KQ算法的控制原理与优化算法,进而通过闭环期望函数选择、控制器结构选择以及控制器参数优化进行了KQ控制器设计,并针对所设计的KQ控制器,给出了稳定性证明和系统奇异值分析。分析表明所设计KQ控制器能够使系统闭环稳定,且具有满意的低频指令跟踪、干扰抑制能力、传感器噪声的抑制、高频未建模动态的鲁棒稳定性和低频发动机建模误差不敏感等性能,满足发动机控制要求。其次,通过调度变量选择、设计点KQ控制器设计以及采用插值方法的非设计点KQ控制器设计等过程实现某型涡扇发动机的多变量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控制器满足控制要求;非设计点条件下,利用插值方法建立的KQ变增益控制器具有较好的性能,能够实现该型涡扇发动机全包线控制性能要求。

     

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  • 收稿日期:  2015-09-08
  • 刊出日期:  2016-09-20

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