活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、無(wú)人直升機(jī)通常采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制是無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力裝置控制的關(guān)鍵問(wèn)題之一，控制效果直接影響無(wú)人直升機(jī)的工作性能。本文結(jié)合活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行控制算法與實(shí)驗(yàn)研究，主要研究?jī)?nèi)容有： (1) 在大量實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)的輸入輸出模型，通過(guò)仿真驗(yàn)證了模型的可行性，較好地描述該發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法，離線整定

2、PID參數(shù)，改進(jìn)了傳統(tǒng)PID控制，并進(jìn)行控制仿真驗(yàn)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(shí)間短； (3) 給出了直升機(jī)前飛速度、總槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)需用扭矩三者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；將前飛速度、總槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的關(guān)系通過(guò)ELMAN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了量化，為算法在控制器中的實(shí)現(xiàn)提供了條件； (4) 將直升機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制模型，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制效果顯著，對(duì)負(fù)載的階躍響應(yīng)迅速，控制精度明顯提高； (5) 設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，包括硬件電路部分、下位機(jī)測(cè)控軟件部分和上位機(jī)測(cè)控界面和指令部分，并給出了主要的測(cè)控電路圖和部分下位機(jī)測(cè)控軟件，為本文給出的算法驗(yàn)證提供了試驗(yàn)平臺(tái)； (6) 在試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(fù)