隨著新一代直升機的性能不斷提高,對渦軸發(fā)動機的控制也提出了更高的要求。本文以實驗室一臺真實的微型渦軸發(fā)動機為對象開展控制研究,內容涉及控制系統(tǒng)的總體設計、控制算法設計、電子控制器設計以及控制系統(tǒng)試驗驗證。(1)控制系統(tǒng)總體設計。論文首先對微型渦軸發(fā)動機的結構特點進行分析,制定發(fā)動機控制計劃和控制系統(tǒng)的總體方案�？刂朴媱澃饎涌刂朴媱�、停車控制計劃、狀態(tài)調節(jié)控制計劃和燃油加減速控制計劃�？刂葡到y(tǒng)總體方案分為傳感器、執(zhí)行機構和電子控制器總體方案。(2)微型渦軸發(fā)動機控制算法研究。本文根據開環(huán)試驗數據,建立發(fā)動機的慢車以上狀態(tài)的數值穩(wěn)態(tài)與ARX串聯擬合模型,以該模型為控制對象設計模型預測控制算法�；谧钚《朔ń⒕�性變參數(LPV)模型作為預測模型,采用二次規(guī)劃算法完成最優(yōu)控制量的計算,設計反饋校正模塊消除模型失配造成的穩(wěn)態(tài)誤差,通過數值仿真驗證控制算法的控制效果。(3)電子控制器設計。電子控制器由核心控制器和電動燃油泵控制器組成,核心控制器負責傳感器信號采集,控制量計算以及控制指令的輸出,電動燃油泵控制器負責實現對電動燃油泵電機轉速的精確控制。核心控制器以ARM為核心,設計時充分考慮傳... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

航空發(fā)動機控制裝置發(fā)展趨勢

點火芯通電產生的高溫將其表面的煤油迅速蒸發(fā)，高溫煤油蒸氣和空合；燃油蒸氣和空氣的混合氣體和高溫點火芯接觸后被點燃。體和點火芯之間存在的空間正好起到了煤油蒸發(fā)管的作用，這種點持續(xù)提供小流量煤油，煤油流量過大則無法很好的氣化，在用該微進行起動測試時發(fā)現，該發(fā)動機點火時其燃油泵供油約為 25ml/min量供給，所設計的電動燃油泵控制器應該能夠控制電動燃油泵轉速助燃油管道前有個電磁閥，將點火器殼體和點火芯之間的小空隙看對供給的煤油脈動具有一定的容忍能力，所以可以采用 PWM 信號M 控制信號的占空比調節(jié)電磁閥時域上的開度，這樣電磁閥就可以用，同時電動燃油泵的轉速可以上升，這就降低了電動燃油泵控制發(fā)動機的起動過程可分為 3 個階段，三個階段過程如圖 2.2 所示，，CM 為壓氣機扭矩，TM 為渦輪扭矩，m 為帶動附件及克服摩擦的過程阻力矩。

圖 2.5 壓氣機轉速信號調理電路微型渦軸發(fā)動機自帶的進口溫度傳感器和尾噴口溫度傳感器信號調理電路圖如圖2.6所示。測量尾噴口溫度采用的溫度傳感器為 K 型熱電偶，其熱端通過一個小孔插入發(fā)動機尾噴管處，冷端放置在發(fā)動機整流罩內。熱電偶產生的電動勢經過一個差分放大電路放大 47 倍，電壓和溫度的對應關系可以通過 K 型熱電偶插值表獲得。發(fā)動機進口溫度傳感器采用 KT130 熱電阻芯片，通過單臂電橋將熱電阻阻值轉化為電壓值，并用一個跟隨電路輸出電橋電壓，提高電路驅動能力，采集的熱電阻信號可以用作熱電偶信號的溫度補償。熱電阻信號調理電路

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MRR-KELM算法的渦軸發(fā)動機非線性模型預測控制[J]. 王寧,潘慕絢,黃金泉.  重慶理工大學學報(自然科學). 2018(08)
[2]渦軸發(fā)動機發(fā)展與技術趨勢[J]. 葛寧.  南京航空航天大學學報. 2018(02)
[3]ARM的嵌入式以太網通信分析與實時性改進[J]. 林志祥,張?zhí)旌?  單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2018(03)
[4]我國民用渦軸發(fā)動機的發(fā)展研究[J]. 雷新國,周輝華,張媛.  燃氣渦輪試驗與研究. 2016(04)
[5]渦軸發(fā)動機技術發(fā)展研究綜述[J]. 乞征,向克胤,劉彥雪.  飛航導彈. 2016(07)
[6]基于ADE-ELM的渦軸發(fā)動機建模方法[J]. 焦洋,李秋紅,朱正琛,廖光煌.  航空動力學報. 2016(04)
[7]基于動態(tài)系數法的微型渦噴發(fā)動機實時建模[J]. 徐鑫,張?zhí)旌?盛漢霖.  中國機械工程. 2015(02)
[8]應用改進粒子群算法的渦軸發(fā)動機性能尋優(yōu)[J]. 劉楠,黃金泉.  南京航空航天大學學報. 2013(03)
[9]基于粒子群算法的發(fā)動機部件模型求解[J]. 錢海鷹,楊培源,徐松林.  推進技術. 2012(06)
[10]基于分布式控制的航空發(fā)動機電動燃油泵方案研究[J]. 高毅軍,黃金泉,唐世建.  燃氣渦輪試驗與研究. 2012(S1)

博士論文
[1]滑模與預測控制在航空發(fā)動機限制管理中應用研究[D]. 杜憲.西北工業(yè)大學 2016
[2]渦軸發(fā)動機/旋翼綜合建模、控制及優(yōu)化研究[D]. 姚文榮.南京航空航天大學 2008
[3]基于組合模型的非線性預測控制算法及其應用研究[D]. 楊劍鋒.浙江大學 2007
[4]航空發(fā)動機性能尋優(yōu)控制技術研究[D]. 孫豐誠.南京航空航天大學 2007
[5]航空發(fā)動機及控制系統(tǒng)建模與面向對象的仿真研究[D]. 周文祥.南京航空航天大學 2006

碩士論文
[1]渦軸發(fā)動機部件級建模及神經網絡控制研究[D]. 王振昊.電子科技大學 2018
[2]航空發(fā)動機分布式控制系統(tǒng)的容錯研究[D]. 陳飛.南京航空航天大學 2017
[3]面向航空電動燃油泵的齒輪泵研究[D]. 錢一凡.南京航空航天大學 2016
[4]渦軸發(fā)動機建模與智能控制研究[D]. 段紹棟.南京航空航天大學 2012
[5]航空渦軸發(fā)動機建模與控制規(guī)律研究[D]. 梁寧寧.南京航空航天大學 2012
[6]基于ARM7的嵌入式μC/TCP-IP協(xié)議棧的研究與實現[D]. 李佳旭.西安電子科技大學 2010
[7]航空渦軸發(fā)動機數學建模方法與控制規(guī)律研究[D]. 馮海峰.西北工業(yè)大學 2007
[8]航空電動燃油泵用無刷直流電動機研究[D]. 林全喜.西北工業(yè)大學 2006



本文編號：2914179