本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)傳感器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷及滑模容錯控制研究

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【摘要】：航空發(fā)動機(jī)是一類復(fù)雜的非線性系統(tǒng),在飛行包線內(nèi),發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)變化非常大,故障時有發(fā)生,而傳感器故障時最主要的一類故障。因此針對航空發(fā)動機(jī)傳感器進(jìn)行故障診斷和容錯控制的研究對提高發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性具有重要意義。本文基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,開展了發(fā)動機(jī)故障診斷與容錯控制研究。本文利用發(fā)動機(jī)部件級模型建立雙輸入雙輸出離散系統(tǒng),使用離散小擾動發(fā)求取線性化模型初值,對部件級模型階躍數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到發(fā)動機(jī)離散線性模型。從航空發(fā)動機(jī)小偏差線性化模型的基礎(chǔ)上獲得BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本,得到基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的估計(jì)模型,并設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)故障診斷系統(tǒng)。為研究滑模控制器對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的容錯控制效果,設(shè)計(jì)了基于PID趨近律的滑�？刂破鬟M(jìn)行理論研究。針對容錯控制問題,本文采用了基于離散滑模理論的容錯控制方法,通過容錯邏輯實(shí)現(xiàn)故障信號的隔離、估計(jì),再通過滑�？刂破鬟M(jìn)行完整的容錯控制。為了驗(yàn)證滑�？刂破鞯娜蒎e效果,設(shè)計(jì)了PID被動容錯控制器與滑模主動容錯控制器與其效果進(jìn)行對比,結(jié)果表明滑模容錯控制可以有效提高發(fā)動機(jī)在傳感器故障情況下的控制性能。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動機(jī) 傳感器 故障診斷 容錯控制 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 滑�？刂�
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V263.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 故障診斷與容錯控制技術(shù)13-19
• 1.2.1 故障診斷技術(shù)13-14
• 1.2.2 故障診斷技術(shù)的發(fā)展14-16
• 1.2.3 容錯控制技術(shù)16-17
• 1.2.4 容錯控制技術(shù)的發(fā)展17-19
• 1.3 航空發(fā)動機(jī)傳感器故障診斷及容錯控制現(xiàn)狀19-22
• 1.3.1 航空發(fā)動機(jī)傳感器故障類型及應(yīng)對策略20-21
• 1.3.2 航空發(fā)動機(jī)傳感器故障診斷現(xiàn)狀21
• 1.3.3 航空發(fā)動機(jī)傳感器容錯控制現(xiàn)狀21-22
• 1.4 論文內(nèi)容安排22-24
• 第二章 航空發(fā)動機(jī)線性模型24-35
• 2.1 引言24-27
• 2.2 發(fā)動機(jī)線性定常離散模型建立27-30
• 2.2.1 擬合法的建模原理27
• 2.2.2 基于最小二乘擬合法建立發(fā)動機(jī)離散模型27-30
• 2.3 建模結(jié)果仿真與分析30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動機(jī)傳感器故障診斷研究35-54
• 3.1 概述35
• 3.2 發(fā)動機(jī)傳感器故障的數(shù)學(xué)描述35-37
• 3.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動機(jī)估計(jì)模型37-46
• 3.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法原理37-39
• 3.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法步驟39-41
• 3.3.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的估計(jì)模型訓(xùn)練方法41-44
• 3.3.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的估計(jì)模型對比仿真44-46
• 3.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器故障診斷方案46-47
• 3.5 仿真驗(yàn)證47-53
• 3.5.1 傳感器故障模擬仿真48-49
• 3.5.2 傳感器的故障診斷仿真49-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于線性定常連續(xù)模型的發(fā)動機(jī)滑模控制研究54-67
• 4.1 概述54
• 4.2 基于線性定常連續(xù)模型的發(fā)動機(jī)滑�？刂葡到y(tǒng)54-55
• 4.3 滑模控制系統(tǒng)基本理論55-62
• 4.3.1 滑�？刂圃O(shè)計(jì)方法57-60
• 4.3.2 滑模存在性分析60
• 4.3.3 滑模穩(wěn)定性分析60-62
• 4.4 基于滑模的發(fā)動機(jī)控制器設(shè)計(jì)62-63
• 4.5 仿真驗(yàn)證63-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 基于離散滑模理論的發(fā)動機(jī)傳感器故障容錯控制研究67-79
• 5.1 離散滑模控制的特性67-68
• 5.1.1 準(zhǔn)滑動模態(tài)67
• 5.1.2 離散滑模的存在性和可達(dá)性67-68
• 5.1.3 離散滑�？刂频牟蛔冃�68
• 5.2 發(fā)動機(jī)傳感器故障容錯控制68-73
• 5.2.1 系統(tǒng)描述68-70
• 5.2.2 滑模控制器設(shè)計(jì)70-73
• 5.3 仿真驗(yàn)證73-78
• 5.3.1 傳感器故障PID容錯控制73-75
• 5.3.2 傳感器故障滑模容錯控制75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86

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1 張君昌,侯義斌,李言俊;基于知識熵漲落的系統(tǒng)智能容錯控制法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2000年02期

2 黃孝彬,牛玉廣,孫萬云;容錯控制及其在火電廠中的應(yīng)用[J];電力情報(bào);2000年04期

3 王峰;汪t，

本文編號：548221