【技术实现步骤摘要】
航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器
本专利技术涉及航空发动机控制
，尤其涉及一种航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器。
技术介绍
航空发动机是一个复杂的非线性动力学系统，在范围宽广的飞行包线内工作时，发动机的工作状态随着外部条件和飞行条件的变化而不断变化。针对航空发动机的强非线性和模型的不确定性，现有技术中有提出鲁棒增益调度控制方法，将发动机划分为一系列工作点，并在每一个工作点设计鲁棒控制器，最终采用增益调度的方法选择合适的鲁棒控制器对发动机进行控制。上述航空发动机鲁棒增益调度控制方法可以对航空发动机进行控制。然而，它们是非常保守的，因为它们将发动机退化看作发动机模型的不确定性进行鲁棒控制器的设计。事实上，发动机的性能退化程度可以通过测量参数来估计，从而消除不确定性模型中的退化项，缩小不确定性模型的范围，降低鲁棒增益调度控制器的保守性，提高发动机的性能。另外，传统单自由度控制器无法同时兼顾航空发动机控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能，而二自由度H∞控制器设计方法由于没有考虑摄动结构会使得设计保...
【技术保护点】
1.一种航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器，其特征在于：包括降保守性二自由度μ控制器组解算模块和退化参数估计回路；/n其中降保守性二自由度μ控制器组解算模块、退化参数估计回路与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器组成退化参数调度控制回路；/n所述降保守性二自由度μ控制器组解算模块产生控制输入向量u并输出给航空发动机本体，传感器得到航空发动机测量参数y；控制输入向量u以及测量参数y共同输入到退化参数估计回路，退化参数估计回路解算得到航空发动机的退化参数h，并输出到降保守性二自由度μ控制器组解算模块；/n降保守性二自由度μ控制器组解算模块与航空发动机本体以及航空发...
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器，其特征在于：包括降保守性二自由度μ控制器组解算模块和退化参数估计回路；
其中降保守性二自由度μ控制器组解算模块、退化参数估计回路与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器组成退化参数调度控制回路；
所述降保守性二自由度μ控制器组解算模块产生控制输入向量u并输出给航空发动机本体，传感器得到航空发动机测量参数y；控制输入向量u以及测量参数y共同输入到退化参数估计回路，退化参数估计回路解算得到航空发动机的退化参数h，并输出到降保守性二自由度μ控制器组解算模块；
降保守性二自由度μ控制器组解算模块与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器还组成调度参数调度控制回路；由传感器输出调度参数α至降保守性二自由度μ控制器组解算模块；
所述降保守性二自由度μ控制器组解算模块内设计有若干降保守性二自由度μ控制器；所述降保守性二自由度μ控制器包含前置滤波器和反馈控制器，对若干小摄动不确定性发动机模型利用μ综合方法分别设计得到；
所述小摄动不确定性发动机模型是对航空发动机不同设定工作点下的、包含退化参数的航空发动机非线性模型进行线性化后再加入不含发动机性能退化的摄动块得到的；针对某一退化状态下的航空发动机非线性模型，所加入的不含发动机性能退化的摄动块为能够覆盖航空发动机除退化外所有不确定性的最小摄动半径摄动块；
所述降保守性二自由度μ控制器组解算模块根据输入的退化参数h以及调度参数α，利用内部设计的若干降保守性二自由度μ控制器计算得到适应的降保守性二自由度μ控制器，该降保守性二自由度μ控制器根据参考输入r和测量参数y的差值e产生控制输入向量u。
2.根据权利要求1所述一种航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器，其特征在于：所述降保守性二自由度μ控制器组解算模块内设计若干降保守性二自由度μ控制器的过程为：分别在发动机正常状态h1和设定退化程度hbase处，在全飞行包线内根据调度参数α选取n个工作点对包含退化参数的发动机非线性模型进行线性化得到2n个线性化模型，对线性化模型加入不含发动机性能退化的摄动块得到小摄动不确定性发动机模型，并对这2n个小摄动不确定性发动机模型分别设计相应的降保守性二自由度μ控制器从而组成降保守性二自由度μ控制器组。
3.根据权利要求1所述一种航空发动机降保守性增益调度二自由度μ控制器，其特征在于：所述退化参数估计回路中包括非线性机载发动机模型和分段线性化卡尔曼滤波器；
所述非线性机载发动机模型为带退化参数的发动机非线性模型：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志丹，缑林峰，蒋宗霆，孙瑞谦，杨江，
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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