The invention provides a design method of an advanced numerical simulation and analysis platform for an aeroengine control system, and develops a simulation platform based on MATLAB / Simulink platform, which can be used for Aeroengine controller design analysis and transient performance test. The platform architecture is divided into four layers, each layer is relatively independent, users can modify, optimize and expand according to different simulation objectives, so as to facilitate the interaction between different simulation platforms, has a good human-computer interaction interface, module independence is good, and is convenient for module testing and user further improvement. At the same time, the simulation platform can use a variety of methods to establish the engine piecewise linearization model, and use a variety of methods to optimize the design of controller parameters, and can analyze the improvement of control effect, providing an accurate, efficient, versatile and flexible simulation platform for aero-engine and its control system.
【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机控制系统数值仿真分析平台的设计方法
本专利技术涉及航空发动机控制系统的建模与仿真领域，具体涉及到一种航空发动机控制系统数值仿真分析平台的设计方法。
技术介绍
航空发动机是一种高度复杂的热力机械，具有强非线性、强时变性、多约束、高控制精度要求的特点，而且航空发动机的高效工作离不开先进的控制技术。尤其现今的航空发动机表现出大推力、高可靠性、长寿命、宽广工作范围的发展趋势，使得发动机控制系统功能愈加细化、逻辑愈加复杂。为了准确掌握发动机控制系统的工作特性，缩短研制周期、尽量降低研究成本和风险，必须建立高置信度的发动机控制系统数学模型来代替真实发动机控制系统作为研究对象进行研究。所以，应建立一个便捷简洁、仿真精度高、探索性强的发动机控制系统仿真平台。针对该课题，国内外专家已研究了很长时间，成果出众。例如：美国NASA开发的C-MAPSS-40k，是一个针对涡扇发动机及其控制系统的高精度仿真平台，虽然该平台可以解决许多模型集成、平台交互的问题，但由于它是针对一个特定的燃气涡轮发动机模型，用户无法普遍性的对各类发动机系统进行仿真设计；该机构在2014年6月又发布...
【技术保护点】
1.一种航空发动机控制系统数值仿真分析平台的设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据仿真平台设计要求，将平台架构分为四层：用户操作界面交互层、数据层、信号处理及IO层和算法层；所述的仿真平台设计要求：高内聚、低耦合的系统构架；模块之间的层次化要求；可视化仿真过程；定制统一的数据库和数据结构；步骤2：在MATLAB/Simulink中首先建立算法层，该层包含发动机分段线性化模型计算模块、控制器整定模块、动态仿真测试模块；发动机分段线性化模型计算模块设计发动机的状态空间模型，在Simulink平台下，采用S‑function，分别利用带有均衡因子的指数权重法、比例权重法和单点...
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机控制系统数值仿真分析平台的设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据仿真平台设计要求，将平台架构分为四层：用户操作界面交互层、数据层、信号处理及IO层和算法层；所述的仿真平台设计要求：高内聚、低耦合的系统构架；模块之间的层次化要求；可视化仿真过程；定制统一的数据库和数据结构；步骤2：在MATLAB/Simulink中首先建立算法层，该层包含发动机分段线性化模型计算模块、控制器整定模块、动态仿真测试模块；发动机分段线性化模型计算模块设计发动机的状态空间模型，在Simulink平台下，采用S-function，分别利用带有均衡因子的指数权重法、比例权重法和单点法建立分段线性化模型；控制器整定模块中设计抗积分饱和PI控制结构，采用带有顶点平移策略的单纯形优化算法和带有随机方向法的改进遗传算法优化PI控制器参数；动态仿真测试模块设定大推力瞬态变化，采用闭环控制结构，利用控制器整定模块设计的控制器数据和分段线性化计算模块的发动机模型，在Simulink中运行仿真，判断控制系统性能是否满足要求；步骤3：使用MATLAB的数据管理工具建立数据层，数据层包含控制器数据库和发动机模型库，为平台的仿真运行提供数据支持；数据库的强可移植性提高系统的可读性和独立性，用户根据实际需要使用自定义的数据库，或将数据导出，使...
【专利技术属性】
技术研发人员：缑林峰，梁爱侠，王璐璐，周子涵，刘志丹，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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