某高空臺模擬高度及馬赫數(shù)控制系統(tǒng)改進設計技術研究.pdf

1、高空臺進排氣調壓系統(tǒng)包括：發(fā)動機進氣壓力調節(jié)系統(tǒng)，排氣環(huán)境壓力調節(jié)系統(tǒng)。進排氣調壓系統(tǒng)是高空臺模擬航空發(fā)動機飛行高度、馬赫數(shù)的最主要系統(tǒng)，其壓力控制效果與發(fā)動機試車安全和性能測量的有效性密切相關。
　　目前我國高空臺在進行核心機試驗、彈用發(fā)動機高空起動、航空發(fā)動機高空推力瞬變等過渡態(tài)試驗時，進氣壓力及排氣環(huán)境壓力控制效果較差，影響發(fā)動機試車安全和性能評定，迫切需要進行改進設計。而另一方面，航空發(fā)動機高空模擬試驗是高風險、高能耗的試

2、驗，僅允許在可靠保證發(fā)動機及試驗設備安全的前提下，通過少量試驗調試進排氣壓力控制系統(tǒng)，增加了控制系統(tǒng)開發(fā)和改進的風險、難度。
　　本文正是針對以上問題，研發(fā)高空臺進排氣調壓半物理仿真平臺，并利用該平臺對進排氣調壓系統(tǒng)的系統(tǒng)結構、控制算法等進行創(chuàng)新性設計和探索性研究。主要內(nèi)容為：
　　1．本文介紹了一種集高空臺進氣調壓系統(tǒng)設計、調節(jié)方案分析和控制規(guī)律研究于一體的通用仿真平臺，同時可用于進氣調壓系統(tǒng)全功能檢查和人員培訓。通過仿真

3、試驗與真實試驗的對比證明了，本人論文期間所建立的數(shù)學模型、實時仿真系統(tǒng)是切合實際的并能滿足工程需要。
　　2．本文詳細研究了航空發(fā)動機高空模擬試驗進氣壓力控制系統(tǒng)及其主要干擾源特性，提出在進氣壓力反饋常規(guī) PID控制的基礎上，增加按空氣流量擾動補償和按輸入補償?shù)那梆伩刂?，構成復合控制系統(tǒng)。其中按空氣流量擾動補償控制適用于彈用發(fā)動機高空起動、航空發(fā)動機高空推力瞬變試驗，按輸入補償控制主要適用于核心機試驗。經(jīng)半物理仿真試驗測試，所設計

4、的復合控制系統(tǒng)實現(xiàn)了快動態(tài)和高精度的統(tǒng)一。
　　3．本文詳細分析了我國航空發(fā)動機高空模擬試驗排氣環(huán)境壓力控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，及其主要的不足之處，并提出建立 PID參數(shù)在線模糊自整定排氣環(huán)境壓力控制系統(tǒng)。在詳細介紹模糊 PID算法的同時，還介紹了此種控制算法在排氣環(huán)境壓力控制系統(tǒng)上實現(xiàn)的某些細節(jié)。通過半物理仿真試驗結果證明，所設計的模糊PID控制系統(tǒng)實現(xiàn)了快動態(tài)和高精度的統(tǒng)一。
　　4．本文詳細研究了高空臺液壓調節(jié)閥閥位數(shù)字P控制。