小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器容錯(cuò)控制技術(shù)研究.pdf

1、某型導(dǎo)彈用小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，高壓壓氣機(jī)后絕對(duì)壓力傳感器對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、加速性能起到關(guān)鍵作用。近年的批量生產(chǎn)表明，絕壓傳感器發(fā)生故障多、概率大。因此，非常有必要考慮絕壓傳感器的冗余設(shè)計(jì)，以保證傳感器故障失效情況下發(fā)動(dòng)機(jī)也能安全工作，從而提高可靠性。
　　 本文結(jié)合工程實(shí)際需求，針對(duì)某小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)后氣流壓力(P2)傳感器容錯(cuò)控制問題，從傳感器的硬件冗余、軟件冗余及容錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真方面展開了深入研究。

2、　　 根據(jù)硬件冗余的特點(diǎn)，結(jié)合型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)情況，采用雙冗余方式，即采用對(duì)稱布置的2個(gè)壓力傳感器來(lái)測(cè)量高壓壓氣機(jī)后空氣絕對(duì)壓力。根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，應(yīng)用了“虛方差”的概念，并基于此應(yīng)用了一種新的傳感器數(shù)據(jù)融合算法--基于虛方差的自適應(yīng)加權(quán)融合算法。對(duì)不同測(cè)量信號(hào)、不同類型傳感器故障情況做了大量仿真，檢驗(yàn)了本文融合算法的準(zhǔn)確性和較強(qiáng)容錯(cuò)性。基于軟件冗余原理，利用發(fā)動(dòng)機(jī)平衡流形模型建立了發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)后氣流壓強(qiáng)P2傳感器測(cè)量信號(hào)UP2的估計(jì)模型，

3、以提供對(duì)實(shí)際P2傳感器測(cè)量值的冗余信息。綜合硬件冗余和軟件冗余的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新的P2傳感器容錯(cuò)控制方案。將實(shí)際傳感器與虛擬傳感器整合計(jì)算，使硬件冗余和軟件冗余有機(jī)結(jié)合，而不是簡(jiǎn)單串連。依據(jù)基于傳感器FDIA分析基本原理，研究和設(shè)計(jì)了該型航空發(fā)動(dòng)機(jī)P2傳感器容錯(cuò)控制方案，給出了傳感器故障檢測(cè)、隔離與重構(gòu)原理，并建立了P2傳感器容錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型。對(duì)大量典型故障進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究，容錯(cuò)性能仿真結(jié)果表明，P2傳感器容錯(cuò)控制方案能夠有效為