活塞式航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制與實驗研究.pdf

1、無人直升機通常采用活塞式發(fā)動機作為動力裝置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制是無人直升機動力裝置控制的關(guān)鍵問題之一，控制效果直接影響無人直升機的工作性能。本文結(jié)合活塞式航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制進行控制算法與實驗研究，主要研究內(nèi)容有： (1) 在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了逐步回歸算法，建立了發(fā)動機的輸入輸出模型，通過仿真驗證了模型的可行性，較好地描述該發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)性能，為控制算法的仿真打下了基礎(chǔ)； (2) 設(shè)計了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法，離線整定

2、PID參數(shù)，改進了傳統(tǒng)PID控制，并進行控制仿真驗證。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)PID相比BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法控制精度高、控制響應(yīng)時間短； (3) 給出了直升機前飛速度、總槳距和發(fā)動機需用扭矩三者之間的數(shù)學關(guān)系；將前飛速度、總槳距和發(fā)動機扭矩之間的關(guān)系通過ELMAN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行了量化，為算法在控制器中的實現(xiàn)提供了條件； (4) 將直升機的總距和前飛速度作為前饋控制量，給出了前饋-反饋發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制模型，并進行了仿真驗證

3、。仿真結(jié)果表明，與反饋控制系統(tǒng)相比較，前饋-反饋發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制效果顯著，對負載的階躍響應(yīng)迅速，控制精度明顯提高； (5) 設(shè)計了一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器，包括硬件電路部分、下位機測控軟件部分和上位機測控界面和指令部分，并給出了主要的測控電路圖和部分下位機測控軟件，為本文給出的算法驗證提供了試驗平臺； (6) 在試驗平臺上進行了算法驗證實驗。實驗結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法轉(zhuǎn)速控制誤差在±50轉(zhuǎn)/分鐘之內(nèi)；負