航空發(fā)動機氣路部件故障容錯控制方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文針對某型渦扇航空發(fā)動機在氣路部件故障情況下,研究其在整個飛行包線內的容錯控制方法。最終實現整個閉環(huán)控制系統在線的故障診斷和性能恢復,在保證發(fā)動機穩(wěn)定安全工作的基礎上減少發(fā)動機推力以及喘振裕度等性能損失。
  基于容積動力學發(fā)動機部件級模型,研究建立狀態(tài)空間模型和提高線性化模型精度的方法。選取容腔中不同的熱力學參數作為狀態(tài)量建立狀態(tài)空間模型,并分析不同數量和不同類型的狀態(tài)量組合對于線性化精度的影響。在穩(wěn)態(tài)基點線性化模型的基礎上建

2、立了慢車到最大狀態(tài)的大范圍小偏差模型,得到了較高的模型精度。
  針對航空發(fā)動機線性二次型高斯/回路傳遞恢復(LQG/LTR)多變量魯棒控制中需要手動選取設計參數的問題,提出基于量子行為粒子群優(yōu)化算法(QPSO)的LQG/LTR控制器設計方法。根據目標回路與實際開環(huán)回路的奇異值曲線自動優(yōu)化可調參數q,獲得控制器各設計參數。該設計方法降低了傳統手動調試的盲目性,具有良好的控制性能。
  考慮外物吸入、機械斷裂,或者發(fā)動機性能蛻

3、化量達到一定程度時,可能引發(fā)的氣路部件故障,對易發(fā)生故障的高壓轉子部件根據效率和流量的下降程度劃分為高、中、低三個故障等級,提出離線設計性能恢復插值表并用于在線插值的方法對推力和喘振裕度進行恢復。對于高等故障采用QPSO算法計算發(fā)動機控制參數的調整值,對于中等及低等故障則利用近似函數求解,完成離線性能恢復插值表的設計。
  在此基礎上,設計基于擴展卡爾曼濾波(EKF)的故障診斷模塊,以及將控制調整量轉換為指令調整量的非線性轉換模塊

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