航空發(fā)動(dòng)機(jī)PID控制頻域設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要采用PID控制，其參數(shù)的整定主要采用時(shí)域方法。但在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，控制參數(shù)的整定仍是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)采用頻率響應(yīng)分析法對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)PID控制系統(tǒng)的參數(shù)整定研究還不多，因此本文針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)PID控制的頻域設(shè)計(jì)方法開(kāi)展研究。
　　針對(duì)某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)非線(xiàn)性部件級(jí)模型，通過(guò)對(duì)頻率響應(yīng)的辨識(shí)，研究建立發(fā)動(dòng)機(jī)的線(xiàn)性模型的方法。建立了飛行包線(xiàn)內(nèi)燃油量-高壓轉(zhuǎn)速、燃油量-低壓轉(zhuǎn)速和噴口-壓比的線(xiàn)性模型，并

2、采用階躍響應(yīng)驗(yàn)證了模型的精度。
　　針對(duì)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和壓比PI控制系統(tǒng)，提出了考慮幅值裕度、相角裕度和時(shí)域指標(biāo)的參數(shù)最優(yōu)整定方法。通過(guò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度指標(biāo)得到控制參數(shù)可選區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域上利用時(shí)域性能指標(biāo)對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得了包線(xiàn)內(nèi)不同工作點(diǎn)處中間狀態(tài)的最優(yōu)控制參數(shù)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)線(xiàn)性模型和非線(xiàn)性模型的仿真驗(yàn)證均有較好的控制效果。
　　分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定裕度、穿越頻率、截止頻率、閉環(huán)帶寬等頻域性能指標(biāo)在飛行包線(xiàn)