基于多入多出平衡流形展开模型的涡扇发动机反馈线性化滑模控制

• 作者: 吕铖坤 常军涛 于达仁
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 平衡流形展开模型 多入多出 涡扇发动机 反馈线性化 滑模控制
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 新型推进系统控制专栏|New Propulsion Control Column
• 页码范围: 1681-1689
• 页数: 9页
• 分类号: V235.13
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200588

摘要

针对涡扇发动机内部状态大范围变化条件下的单点线性控制器控制效果不佳而线性变参数控制器求解困难的问题,提出了一种基于多入多出平衡流形展开模型的涡扇发动机反馈线性化滑模变结构控制.采用多入多出平衡流形展开模型辨识技术,获得仿射型的涡扇发动机数学模型.利用反馈线性化将平衡流形展开模型解耦,经过坐标变换获得可用于控制系统设计的线性结果,考虑了具有误差项和饱和函数的指数趋近滑模控制律来提高控制系统的鲁棒性,完成了基于平衡流形展开模型的多变量涡扇发动机反馈线性化滑模控制器设计.在非线性部件级模型上开展了控制器验证.在平衡流形展开模型设计工况,增益控制和滑模控制的控制效果表明,基于平衡流形展开模型的反馈线性化方法能够获得涡扇发动机良好的控制效果.同时,在平衡流形展开模型稳定但精度无法保证的非设计飞行工况,反馈线性化滑模控制器能够进一步抑制不确定性的影响,保证转子转速和发动机压比的跟踪控制效果.