某型渦扇發(fā)動機(jī)容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、本文從提高航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的角度，針對傳感器故障開展故障診斷與容錯控制技術(shù)研究，并進(jìn)行了半物理仿真試驗(yàn)驗(yàn)證。論文內(nèi)容涉及發(fā)動機(jī)狀態(tài)變量模型和簡化實(shí)時模型的建立、基于卡爾曼濾波器的故障診斷設(shè)計(jì)、基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制器設(shè)計(jì)、發(fā)動機(jī)傳感器容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、快速原型控制器設(shè)計(jì)以及半物理仿真試驗(yàn)。
　　首先基于某渦扇發(fā)動機(jī)部件級數(shù)學(xué)模型建立狀態(tài)變量模型，并通過部件級模型數(shù)據(jù)建立簡化實(shí)時模型。在狀態(tài)變量模型和簡化

2、實(shí)時模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合卡爾曼濾波器理論，設(shè)計(jì)了基于卡爾曼濾波器組的發(fā)動機(jī)傳感器故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了傳感器故障的檢測和隔離。
　　其次，針對轉(zhuǎn)速控制回路設(shè)計(jì)了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制算法。該算法綜合了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力以及PID控制器的魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，特別是利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力可以實(shí)現(xiàn)前饋控制量的自動獲取，而且便于工程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)傳感器發(fā)生故障時，利用簡化實(shí)時模型進(jìn)行故障傳感器的信號重構(gòu)，結(jié)合控制算法

3、實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的容錯控制。
　　為了開展發(fā)動機(jī)容錯控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，本文基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境和CompactRIO硬件平臺設(shè)計(jì)了針對某型渦扇發(fā)動機(jī)的快速原型控制器。該快速原型控制器具有雙通道的油針位置控制、轉(zhuǎn)速控制以及壓力和溫度采集能力，同時擁有強(qiáng)大的計(jì)算處理能力。
　　最后，結(jié)合快速原型控制器、故障診斷與容錯控制系統(tǒng)以及燃油調(diào)節(jié)器實(shí)物等軟硬件條件，開展了某型渦扇發(fā)動機(jī)的傳感器故障診斷與容錯控制半物理仿真試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表