短距起飛-垂直降落發(fā)動機建模與控制技術研究.pdf

1、短距起飛/垂直降落（STOVL）飛行器既擁有傳統(tǒng)固定翼飛機的飛行速度快、執(zhí)行任務半徑大的特點，又可以像旋翼機一樣對跑道依賴性弱、高效靈活。因此，該類型飛行器在軍事領域有著廣闊的發(fā)展前景，自問世以來就受到各航空大國的高度重視。國內在這一領域的研究起步較晚，設計經驗不足，尚需開展大量的工作。本文圍繞STOVL發(fā)動機的模型建立及其控制方法開展研究，并進行了數字仿真驗證。
　　本文首先研究了短距起飛/垂直降落發(fā)動機部件級模型的建立方法。在

2、渦扇發(fā)動機模型基礎上，添加升力風扇模型、可調外涵模型，并采用風扇葉根葉尖分段建模方法。運用部件特性修正方法得出各部件特性，建立穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的平衡方程，完成對STOVL發(fā)動機數學模型的建立工作。針對線化模型建模中偏導數法和擬合法的缺點，采用改進粒子群（PSO）算法，建立STOVL發(fā)動機線性模型，為后續(xù)控制器設計奠定基礎。其次，研究了STOVL發(fā)動機的常規(guī)模式控制方法。按照油門桿角度將發(fā)動機工作狀態(tài)分為慢車狀態(tài)、節(jié)流狀態(tài)和中間狀態(tài)。設計基于智

3、能算法的神經網絡逆PI控制器，用于慢車狀態(tài)控制；設計ALQR（增廣線性二次型調節(jié)器）控制器，用于節(jié)流狀態(tài)控制；在中間狀態(tài)開展輸出量選擇和控制結構設計，在此基礎上設計基于LMI的H2/H∞解耦控制器。通過數字仿真驗證了這三種控制器的有效性。最后，針對STOVL發(fā)動機懸停模式開展直接推力控制研究?；诟倪M迭代約簡最小二乘支持向量回歸機（IRR-LSSVR）設計推力估計器，分別映射升力風扇推力和巡航發(fā)動機推力，采用增廣LQR方法進行控制，并通