航空發(fā)動機非線性與優(yōu)化控制設(shè)計方法研究.pdf

1、航空發(fā)動機是一個復(fù)雜的熱力-機械系統(tǒng)，具有強非線性的特點，但由于惡劣復(fù)雜的高溫高壓的工作環(huán)境，使得其相應(yīng)控制單元無法滿足計算要求而應(yīng)用相對復(fù)雜先進的控制算法，所以傳統(tǒng)的航空發(fā)動機控制一直采用相對可靠且無需大量復(fù)雜在線運算的增益調(diào)度計劃方法。隨著相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的不斷突破以及非線性控制理論的不斷完善，航空發(fā)動機非線性控制技術(shù)研究漸漸成為熱點問題。
　　本文首先對針對未來航空發(fā)動機技術(shù)極其控制技術(shù)發(fā)展趨勢做了闡述，對航空發(fā)動機模型辨識技術(shù)

2、、非線性控制理論及航空發(fā)動機過渡態(tài)優(yōu)化等發(fā)展現(xiàn)狀做了概括。
　　其次，基于某型渦扇發(fā)動機部件級模型，應(yīng)用NARX非線性模型結(jié)構(gòu)，針對模型運行數(shù)據(jù)進行了非線性模型辨識。應(yīng)用相關(guān)評價準則，選擇較優(yōu)模型，同時針對辨識結(jié)果進行了誤差對比分析，分析結(jié)果表明，辨識模型滿足進一步的研究分析。
　　再次，應(yīng)用非線性廣義最小方差控制方法，針對上節(jié)辨識得到的非線性、非解析模型設(shè)計了控制系統(tǒng)中參考信號模型、傳感器模型以及加入了延遲環(huán)節(jié)，最終設(shè)計了

3、非線性控制器。為了對比控制效果，設(shè)計了傳統(tǒng)PID控制器。仿真結(jié)果表明，二者輸出量效果基本相同，但控制量區(qū)別較大，非線性廣義最小方差控制器明顯優(yōu)于PID控制器。進一步將干擾噪聲加入了控制系統(tǒng)，驗證控制系統(tǒng)的抗干擾能力。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)具有一定的抑制干擾能力。
　　接下來，為了考慮發(fā)動機實際工作過程中受到的諸多限制條件，從優(yōu)化算法的角度，應(yīng)用二次規(guī)劃算法中的有效集算法針對航空發(fā)動機的燃油流量及尾噴管面積進行控制量優(yōu)化。仿真結(jié)果表