航空發動機智能控制

論文編號:ZD1240  論文字數:20061,頁數:40  附原理圖，外文翻譯，答辯PPT

摘      要

 航空發動機是一個結構復雜、非線性強的多變量控制對象，隨著航空發動機權限數字式電子控制的研究和應用，控制變量也隨著發動機性能要求的不斷提高而越來越多，發動機全包線范圍內智能控制技術的應用是必然趨勢。
 本文將智能控制理論和方法引入到航空發動機多變量控制中。由于PID控制具有結構簡單、物理概念清晰的特點，將PID控制和模糊控制相結合，設計出航空發動機模糊PID控制器。以某型發動機為被控對象，進行了全包線內的數字仿真研究。研究表明，模糊PID控制器具有良好的穩定性和魯棒性。
 
 
關鍵詞：航空發動機 ，模糊控制，模糊PID控制

ABSTRUCT
 
 Aero engine are complicated, non-linear and multivariable control systems, with the developments and applications of aero engine full authority digital electronic control, the requirements for aero engine performances become higher and higher, and aero engine control variables become more and more. Intelligence control for aero engine multivariable control in the full envelope is inevitable.
 In this paper, the theory and method of intelligence control are used to aero engine multivariable control. Due to the simplicity and clear physical conception, PID control is banded with fuzzy control and a fuzzy-PID controller is proposed for aero engine control systems.
 IN this paper, the real-time simulation experiment has been done on a turbofan aero engine. Simulation results indicate that the neural network adaptive control system has good real-time performances in the full envelope.
 
 
Key word: aero engine,   fuzzy control,    fuzzy-PID control;
 
目  錄
第一章  緒 論
 1.1  引言 ……………………………………………………… 1
 1.2  航空推進系統 …………………………………………… 1
 1.2.1   航空發動機的種類 …………………………… 1
 1.2.2   推進系統控制的發展 ………………………… 2
 1.2.3   模糊控制對于航空發動機控制的意義…………3
 1.3  模糊控制理論………………………………………………3
 1.3.1  模糊控制的現狀與前景………………………… 3
 1.3.2   模糊控制的基本原理……………………………4
 1.3.3   模糊控制器的設計方法…………………………5
 1.4  本文研究的內容……………………………………………6
第二章  航空發動機的工作原理及數學模型………………………………8
 2.1  航空發動機的工作原理……………………………………8
 2.1.1  活塞式發動機…………………………………… 8
 2.1.2  渦輪噴氣發動機 …………………………………10
 2.2.3  現代渦輪噴氣發動機的結構 ……………………11
 2.2  航空發動機數學模型………………………………………13
 2.2.1  發動機動態方程 …………………………………13
 2.2.2  線性模型系數的確定…………………………… 14
第三章 航空發動機的控制系統的設計 ……………………………………16
 3.1  航空發動機控制系統簡介 …………………………………16
 3.2  航空發動機數字電子控制…………………………………16
 3.3  航空發動機多變量控制……………………………………17
 3.4  航空發動機模糊控制………………………………………18
 3.5  航空發動機智能控制………………………………………18
 3.6  控制系統的設計……………………………………………19
第四章 航空發動機控制算法的設計 ………………………………………21
 4.1  航空發動機PID控制器的設計……………………………21
 4.1.1  PID控制原理 …………………………………… 21
 4.1.2  PID 參數整定…………………………………… 22
 4.2航空發動機模糊PID控制系統結構和原理……………… 23
 4.2.1  確定隸屬函數…………………………………… 25
 4.2.2  參數調整規則…………………………………… 26
 4.2.3  模糊推理運算和重心法反模糊化…………………28
 4.3 仿真分析………………………………………………………31
 4.3.1  傳統PID控制和模糊PID控制的仿真……………31
 4.3.2  MATLAB/SIMULINK 主要特點………………………31
 4.3.3  PID 模糊自整定控制系統仿真……………………33
 4.4 結論 ………………………………………………………… 38
結束語………………………………………………………………………… 39
參考文獻………………………………………………………………………40