基于MRAC的航空发动机控制研究

【作者】 刘佳帅； 王曦； 朱美印；

【机构】 北京航空航天大学能源与动力工程学院；

【摘要】 航空发动机的工作是一个复杂的气动热力过程,难以建立其精确的数学模型,为了降低对航空发动机模型先验知识的依赖,提高抗干扰能力,本文采用模型参考自适应控制方法,以李雅普诺夫稳定性理论为基础,构造合适的李雅普诺夫函数,得到基于状态反馈的参数调节规律,以保证系统稳定性。为实现航空发动机解耦控制,以发动机核心机转速和风扇转速为指令输入,根据期望的性能指标,将转速响应分别设计为一阶惯性环节,通过推导得到非耦合参考模型。同时本文考虑了执行机构动态过程,将其简化为一阶惯性环节,得到增广形式的发动机模型的状态方程。采用本文建立的自适应控制器,对航空发动机进行单稳态点转速控制以及大过渡态控制,仿真结果表明,控制器能够保证系统稳定性,可以快速跟踪参考模型输出,实现风扇转速与核心机转速的解耦控制,考虑执行机构动态过程时,对自适应参数初值进行预选取,可以加快参数收敛,降低转速波动,使得动态调节过程平稳。更多还原