短距起飛-垂直降落發(fā)動(dòng)機(jī)建模與控制技術(shù)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(jī)的飛行速度快、執(zhí)行任務(wù)半徑大的特點(diǎn)，又可以像旋翼機(jī)一樣對(duì)跑道依賴性弱、高效靈活。因此，該類型飛行器在軍事領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，自問(wèn)世以來(lái)就受到各航空大國(guó)的高度重視。國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究起步較晚，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，尚需開(kāi)展大量的工作。本文圍繞STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)的模型建立及其控制方法開(kāi)展研究，并進(jìn)行了數(shù)字仿真驗(yàn)證。
　　本文首先研究了短距起飛/垂直降落發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型的建立方法。在

2、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型基礎(chǔ)上，添加升力風(fēng)扇模型、可調(diào)外涵模型，并采用風(fēng)扇葉根葉尖分段建模方法。運(yùn)用部件特性修正方法得出各部件特性，建立穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)的平衡方程，完成對(duì)STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立工作。針對(duì)線化模型建模中偏導(dǎo)數(shù)法和擬合法的缺點(diǎn)，采用改進(jìn)粒子群（PSO）算法，建立STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)線性模型，為后續(xù)控制器設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。其次，研究了STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)的常規(guī)模式控制方法。按照油門桿角度將發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)基于智

3、能算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆PI控制器，用于慢車狀態(tài)控制；設(shè)計(jì)ALQR（增廣線性二次型調(diào)節(jié)器）控制器，用于節(jié)流狀態(tài)控制；在中間狀態(tài)開(kāi)展輸出量選擇和控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于LMI的H2/H∞解耦控制器。通過(guò)數(shù)字仿真驗(yàn)證了這三種控制器的有效性。最后，針對(duì)STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)懸停模式開(kāi)展直接推力控制研究?；诟倪M(jìn)迭代約簡(jiǎn)最小二乘支持向量回歸機(jī)（IRR-LSSVR）設(shè)計(jì)推力估計(jì)器，分別映射升力風(fēng)扇推力和巡航發(fā)動(dòng)機(jī)推力，采用增廣LQR方法進(jìn)行控制，并通