某型渦扇發(fā)動機容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計與驗證.pdf

1、本文從提高航空發(fā)動機控制系統(tǒng)可靠性的角度，針對傳感器故障開展故障診斷與容錯控制技術(shù)研究，并進行了半物理仿真試驗驗證。論文內(nèi)容涉及發(fā)動機狀態(tài)變量模型和簡化實時模型的建立、基于卡爾曼濾波器的故障診斷設(shè)計、基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制器設(shè)計、發(fā)動機傳感器容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計、快速原型控制器設(shè)計以及半物理仿真試驗。
　　首先基于某渦扇發(fā)動機部件級數(shù)學(xué)模型建立狀態(tài)變量模型，并通過部件級模型數(shù)據(jù)建立簡化實時模型。在狀態(tài)變量模型和簡化

2、實時模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合卡爾曼濾波器理論，設(shè)計了基于卡爾曼濾波器組的發(fā)動機傳感器故障診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)了傳感器故障的檢測和隔離。
　　其次，針對轉(zhuǎn)速控制回路設(shè)計了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)前饋PID控制算法。該算法綜合了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力以及PID控制器的魯棒性等優(yōu)點，特別是利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力可以實現(xiàn)前饋控制量的自動獲取，而且便于工程實現(xiàn)。當(dāng)傳感器發(fā)生故障時，利用簡化實時模型進行故障傳感器的信號重構(gòu)，結(jié)合控制算法

3、實現(xiàn)了系統(tǒng)的容錯控制。
　　為了開展發(fā)動機容錯控制系統(tǒng)的試驗研究，本文基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境和CompactRIO硬件平臺設(shè)計了針對某型渦扇發(fā)動機的快速原型控制器。該快速原型控制器具有雙通道的油針位置控制、轉(zhuǎn)速控制以及壓力和溫度采集能力，同時擁有強大的計算處理能力。
　　最后，結(jié)合快速原型控制器、故障診斷與容錯控制系統(tǒng)以及燃油調(diào)節(jié)器實物等軟硬件條件，開展了某型渦扇發(fā)動機的傳感器故障診斷與容錯控制半物理仿真試驗。試驗結(jié)果表