涡扇发动机气路部件故障增益调度容错控制

• 作者: 刘志丹 缑林峰 曾宪艺 孙瑞谦
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航空发动机 气路部件故障 容错控制 增益调度 健康参数 部件线性化
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 测试 试验 控制
• 页码范围: 208-219
• 页数: 12页
• 分类号: V233.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200342

摘要

针对涡扇发动机气路部件故障导致控制性能下降甚至影响安全性的问题,提出了一种增益调度容错控制器设计方法.在全飞行包线内对发动机不同的工作点,基于部件线性化方法建立高精度的带健康参数的发动机线性化模型,并设计相应的卡尔曼滤波器构建气路部件故障诊断模块,估计出反映发动机气路部件故障程度的健康参数;针对不同工作点处正常状态和部件故障状态的线性化模型,分别设计一系列的鲁棒控制器,并根据调度参数和健康参数对发动机进行增益调度控制,以某型民用涡扇发动机为对象实现控制器的仿真验证.仿真结果表明:通过引入健康参数这一新的调度变量实现了增益调度容错控制,改善了原控制系统在气路部件发生故障导致部件流量和效率较大变化时的控制效果,保证了系统的稳定性;同时,在全飞行包线范围内有效地实现了气路部件故障下控制指令跟踪,达到了期望响应性能,控制误差、超调量和调节时间都很小,符合发动机控制系统技术要求.