渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)建模與扭矩加載控制技術(shù)研究.pdf

1、實(shí)物在回路仿真試驗(yàn)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研制過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有效率高、風(fēng)險(xiǎn)低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。針對當(dāng)前渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)仿真試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)對扭矩加載控制技術(shù)的迫切需求，本文基于發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)建模與控制技術(shù)，對渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩加載控制技術(shù)進(jìn)行研究，并在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視與健康管理綜合試驗(yàn)臺(tái)開展驗(yàn)證試驗(yàn)。
　　首先，通過分析渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的部件氣動(dòng)熱力特性，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)部件級數(shù)學(xué)仿真模型。在此模型的基礎(chǔ)上，針對渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的控制需求，分別對發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)

2、態(tài)、過渡態(tài)控制規(guī)律以及雙發(fā)扭矩平衡控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過數(shù)字仿真驗(yàn)證其控制效果。
　　然后，根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視與健康管理綜合試驗(yàn)臺(tái)的電氣配置，分析變頻器、電渦流測功機(jī)等硬件設(shè)備的工作原理，開發(fā)了一種基于ARM的扭矩加載控制器。該控制器選取TM4C微控制器為CPU，以功率MOSFET為功率驅(qū)動(dòng)器件，基于RTX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，利用PI算法，實(shí)現(xiàn)了對電渦流測功機(jī)扭矩加載的閉環(huán)控制。針對試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的電磁干擾問題，在分析電磁干擾產(chǎn)生機(jī)

3、理的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的抑制措施。
　　其次，通過分析OPC技術(shù)的工作機(jī)制，以Visual C++為開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基于定制接口訪問數(shù)據(jù)的OPC客戶端程序，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型與試驗(yàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。測試結(jié)果表明，OPC客戶端程序能較好的滿足試驗(yàn)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求。
　　最后，通過分析渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載模擬試驗(yàn)和雙發(fā)扭矩平衡仿真試驗(yàn)的需求，詳細(xì)描述了試驗(yàn)系統(tǒng)的組成原理、控制方案及各部分的實(shí)現(xiàn)方式，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了深入分析