航空發(fā)動機數(shù)學(xué)模型與控制規(guī)律研究.pdf

1、航空發(fā)動機工作的外部條件和內(nèi)部參數(shù)變化范圍較大，并有嚴格的氣動和強度限制要求，必須采用一定的控制策略來滿足發(fā)動機的使用要求。發(fā)動機數(shù)學(xué)模型是發(fā)動機仿真技術(shù)的核心，是分析發(fā)動機特性、研究其控制規(guī)律，并對控制系統(tǒng)進行設(shè)計和分析的基礎(chǔ)，也是飛行/推進綜合控制系統(tǒng)研究的重要條件。 本文通過對渦扇發(fā)動機部件特性與熱力計算過程的深入分析，建立了變比熱的發(fā)動機部件級非線性數(shù)學(xué)模型。該建模通用性較強，精度較高，可以計算不同控制規(guī)律下的渦扇發(fā)動

2、機穩(wěn)態(tài)和動態(tài)過程，也可以作為多變量控制研究的對象。 航空發(fā)動機數(shù)學(xué)模型根據(jù)不同的控制策略有不同的表述，發(fā)動機線性變參數(shù)LPV(LJnear Parameter Varying)增益控制技術(shù)使用的是LPV模型。本文介紹了LPV系統(tǒng)，并根據(jù)發(fā)動機非線性數(shù)學(xué)模型，討論了線性模型的基本問題，在此基礎(chǔ)上研究了發(fā)動機LPV模型的建立方法。文中采用基于局部模型的LPV建模，分析了經(jīng)典的雅克比和基于變化率方法，并對兩種方法進行了對比分析。

3、 本文還分析了航空發(fā)動機的工作狀態(tài)和使用要求，被控量和控制量的選擇，給出了控制規(guī)律的制定原則。最后以非線性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，研究了發(fā)動機最大狀態(tài)的控制規(guī)律，包括幾何不可調(diào)與尾噴管喉部面積A<,8>可調(diào)，獲得了一組控制規(guī)律，并分析了“冷超轉(zhuǎn)”和“燃氣儲備利用”技術(shù)。 研究表明，本文建立的渦扇發(fā)動機數(shù)學(xué)模型具有一定的實用性，可作為發(fā)動機控制研究的基礎(chǔ)。通過渦扇發(fā)動機準LPV模型的仿真驗證，說明了建立LPV模型方法的有效性。控制