基于LMI的終端滑動(dòng)模態(tài)控制在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于對(duì)性能的要求越來(lái)越高，且自身存在模型建立的困難與工作環(huán)境十分復(fù)雜等特點(diǎn)，其控制在向多變量、智能、魯棒控制等先進(jìn)控制方式發(fā)展。終端滑動(dòng)模態(tài)控制（Terminal Sliding Mode Control,TSMC）與其他一些滑動(dòng)模態(tài)控制方法相比，其優(yōu)勢(shì)在于在終端滑動(dòng)模態(tài)控制下控制系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)不會(huì)在各個(gè)切換超平面上都存在。這樣，系統(tǒng)狀態(tài)就能夠以期望的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)入到最終設(shè)定的滑動(dòng)模態(tài)，能夠有效改善終端滑動(dòng)模態(tài)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)

2、性能，同時(shí)因?yàn)榛３矫娴姆蔷€性性而極大地削弱了抖振，并且整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)在該控制方案作用具有全局漸近穩(wěn)定性的。
　　本文首先介紹分析了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件進(jìn)行分段建模，建立了某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型，這不僅便于論文的控制研究工作，對(duì)建立的部件級(jí)模型進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到線性化的狀態(tài)空間模型系統(tǒng)，為后文的控制研究提供了理論基礎(chǔ)。其次，通過(guò)對(duì)線性矩陣不等式（LMI）問(wèn)題與終端滑動(dòng)模態(tài)控制理論的介紹，設(shè)計(jì)了基于LMI的終

3、端滑動(dòng)模態(tài)控制器，在滑動(dòng)超平面的設(shè)計(jì)中引入了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償，并利用Matlab中的LMI工具箱求取終端滑動(dòng)模態(tài)控制器的參數(shù)。將所設(shè)計(jì)的控制器分別應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)定常模型系統(tǒng)與時(shí)變模型系統(tǒng)，同時(shí)分析了具有非匹配不確定性因素的模型控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。從響應(yīng)的仿真曲線分析可以知道，該控制方案設(shè)計(jì)的控制器作用于系統(tǒng)能獲得較好的控制性能，且系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)優(yōu)于普通終端滑動(dòng)模態(tài)控制方法，對(duì)模型系統(tǒng)的參數(shù)攝動(dòng)和外界干擾都有較強(qiáng)