基于LMI的終端滑動模態(tài)控制在航空發(fā)動機中的應用研究.pdf

1、航空發(fā)動機由于對性能的要求越來越高，且自身存在模型建立的困難與工作環(huán)境十分復雜等特點，其控制在向多變量、智能、魯棒控制等先進控制方式發(fā)展。終端滑動模態(tài)控制（Terminal Sliding Mode Control,TSMC）與其他一些滑動模態(tài)控制方法相比，其優(yōu)勢在于在終端滑動模態(tài)控制下控制系統(tǒng)的滑動模態(tài)不會在各個切換超平面上都存在。這樣，系統(tǒng)狀態(tài)就能夠以期望的動態(tài)響應進入到最終設定的滑動模態(tài)，能夠有效改善終端滑動模態(tài)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應

2、性能，同時因為滑模超平面的非線性性而極大地削弱了抖振，并且整個發(fā)動機控制系統(tǒng)在該控制方案作用具有全局漸近穩(wěn)定性的。
　　本文首先介紹分析了發(fā)動機的工作原理，通過對發(fā)動機部件進行分段建模，建立了某型航空發(fā)動機部件級模型，這不僅便于論文的控制研究工作，對建立的部件級模型進行相應的處理，得到線性化的狀態(tài)空間模型系統(tǒng)，為后文的控制研究提供了理論基礎。其次，通過對線性矩陣不等式（LMI）問題與終端滑動模態(tài)控制理論的介紹，設計了基于LMI的終

3、端滑動模態(tài)控制器，在滑動超平面的設計中引入了動態(tài)補償器對系統(tǒng)狀態(tài)進行實時的補償，并利用Matlab中的LMI工具箱求取終端滑動模態(tài)控制器的參數。將所設計的控制器分別應用于航空發(fā)動機定常模型系統(tǒng)與時變模型系統(tǒng)，同時分析了具有非匹配不確定性因素的模型控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。從響應的仿真曲線分析可以知道，該控制方案設計的控制器作用于系統(tǒng)能獲得較好的控制性能，且系統(tǒng)的動態(tài)響應品質優(yōu)于普通終端滑動模態(tài)控制方法，對模型系統(tǒng)的參數攝動和外界干擾都有較強