学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

某型航空发动机控制系统dSPACE仿真

作　者: 赵国
导　师: 陈兴林
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 航空发动机 数字仿真 dSPACE快速原型 多变量控制 增广LQR
分类号: V233.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 861次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


航空发动机控制系统是飞机的最重要组成部分,要提高飞机的性能,对航空发动机控制系统的研究显得极其重要。而数字仿真就是航空发动机控制系统设计与研究的重要手段之一,它可以减少试验工作量,缩短研发周期,有效降低研制费用及风险。本文以实际项目为基础,在此方面做了大量的研究工作。本文首先采用部件法建立某型航空发动机的实时模型。该方法先根据航空发动机气动热力学特性和典型试验特性数据建立起发动机各部件的数学模型,然后根据流量连续、功率平衡及转子动力学等原理建立起各部件间共同工作控制方程组,得到了航空发动机的稳态模型和动态模型。最后以Newton-Raphson方法求解方程组得到航空发动机数学模型的参数。本文设计了航空发动机各个控制回路及控制算法,进行了几种条件下的离线数字仿真,取得了较好的控制效果。在此基础上,利用dSPACE快速原型仿真系统建立了航空发动机dSPACE仿真系统,进行了相应条件下的发动机dSPACE仿真,并将仿真结果与离线仿真进行比较,两者结果基本一致。关于航空发动机多变量控制,本文采用的是增广LQR方法。这种方法的一个难点就是加权矩阵的选取。LQR方法设计出的控制器性能与其加权矩阵密切相关,如果这些加权矩阵选取不当,则很可能选出没有意义的解。本文采用了一种LQR加权矩阵的实用选取方法,得到了LQR方法的加权矩阵,设计了LQR控制器,并在此基础上进行了dSPACE仿真,验证了LQR方法的有效性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题研究的目的与意义  10-11
  1.2 国内外航空发动机控制系统的研究现状  11-12
  1.3 相似理论的应用  12
  1.4 本文内容安排  12-14
第2章 某型涡扇发动机部件级模型的建立  14-21
  2.1 概述  14-15
  2.2 涡扇发动机结构简介  15
  2.3 各部件的共同工作方程  15-17
  2.4 发动机部件级模型求解  17-20
    2.4.1 稳态模型求解  17-18
    2.4.2 动态模型求解  18-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章 发动机全数字仿真  21-41
  3.1 概述  21
  3.2 控制规律和控制算法的确定  21-29
    3.2.1 主燃油控制  21-24
    3.2.2 喷口控制  24-26
    3.2.3 加力燃油控制  26-27
    3.2.4 风扇和压气机导叶角度控制  27-28
    3.2.5 仿真系统的建立  28-29
  3.3 仿真结果及分析  29-40
    3.3.1 标准大气条件下仿真  29-38
    3.3.2 H＝11km，M＝0.8 工况条件下仿真  38-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 发动机dSPACE仿真  41-57
  4.1 概述  41
  4.2 dSPACE仿真系统介绍  41-43
  4.3 发动机dSPACE仿真过程  43-48
    4.3.1 仿真模型的建立  43-46
    4.3.2 控制系统闭环连接  46
    4.3.3 监控界面的建立  46-47
    4.3.4 编译下载模型  47
    4.3.5 仿真调试  47
    4.3.6 试验数据保存和图形绘制  47-48
  4.4 仿真结果及分析  48-56
    4.4.1 标准大气条件下仿真  48-53
    4.4.2 H＝11km，M＝0.8 工况条件下仿真  53-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章 发动机多变量控制仿真  57-75
  5.1 概述  57
  5.2 多变量鲁棒控制方法  57-58
  5.3 LQR方法加权矩阵选取  58-68
    5.3.1 增广LQR方法  58-61
    5.3.2 控制系统性能指标的表示  61-62
    5.3.3 目标函数  62-64
    5.3.4 目标函数的改进  64-68
  5.4 增广LQR控制方法dSPACE验证  68-74
    5.4.1 LQR控制器实现  68-69
    5.4.2 仿真结果  69-74
  5.5 本章小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-82
致谢  82

相似论文

  1. 空间交会对接控制方法的研究,V526
  2. 航空发动机燃调系统故障诊断,V263.6
  3. 地毯发泡机液压系统及泵控缸速度控制系统研究,TS106.76
  4. 航空发动机机匣包容性准则数值与实验初探,V231
  5. 智能电网事故分析系统故障诊断服务的研究与实现,TM76
  6. 无转子位置传感器开关磁阻电动机调速系统研究,TM352
  7. 防区外制导炸弹视景仿真系统研究,TJ415
  8. 航空发动机组态建模仿真技术研究,V23
  9. 高超声速飞行器动力系统建模与仿真试验研究,V216.8
  10. S发动机研制项目供应商质量控制研究,F426.4
  11. 复杂机械系统可靠性分配最优分配方法的研究,TB114.3
  12. 数控轧辊车床动态特性分析与仿真,TG519.1
  13. 电磁暂态仿真用户自定义建模方法研究及软件开发,TM743
  14. 基于主从DSP结构的同步发电机励磁系统仿真测试仪设计与实现,TM341
  15. 农业拖拉机DCT传动系研究,S219.03
  16. 多斜孔壁火焰筒传热特性的数值研究,V231.13
  17. 火焰筒壁面复合冷却结构的流动与换热特性研究,V231.1
  18. 航空发动机视情维修管理中的下发预测技术研究,V263.6
  19. 基于过程神经网络集成的航空发动机性能衰退预测,TP183
  20. 某小型航空发动机主燃烧室结构设计技术研究,V233
  21. 进口流场温度畸变对航空发动机性能影响研究,V231

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空发动机（推进系统） > 发动机附件系统 > 自动控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com