变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器制造技术

本发明专利技术提出一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器，利用传统增益调度控制器中固有的模块，通过新增退化参数估计回路，并对增益调度控制器组进行了改进，新增了变循环发动机不同工作模式、一定退化程度下的一组线性降保守性鲁棒控制器，得到线性降保守性鲁棒控制器组解算模块。设计的线性降保守性鲁棒控制器采用小摄动不确定性发动机模型，消除发动机不确定性中的退化项，降低了不确定模型的摄动范围，降低了鲁棒增益调度控制器的保守性。退化参数估计回路实现了退化参数的可靠估计，结合调度参数实现发动机性能退化时的增益调度控制，能够在全飞行包线内对变循环发动机在不同的工作模式下进行良好控制，并且最大限度的提高发动机性能退化时增益调度的控制精度，不仅具有较强的鲁棒性而且保守性低，充分发挥发动机的性能。

【技术实现步骤摘要】
变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器
本专利技术涉及变循环发动机控制
，尤其涉及一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器。
技术介绍
现代战争要求先进战斗机具备长航程亚声速巡航的能力，同时在作战时又要具备快速反应能力，未来变循环发动机将向长巡航里程、高推重比、宽工作范围三个方向不断发展。通过研究常规变循环发动机速度特性，研究者发现超声速状态下涡喷变循环发动机具有较高的单位推力和较低的单位燃油消耗率而亚声速状态下大涵道比涡扇变循环发动机具有较低的单位燃油消耗率。考虑现代战争对战斗机推进系统的性能要求，涡扇变循环发动机更加适合亚声速飞行，而涡喷变循环发动机更适合超声速飞行。因此，便有了性能更好的变循环发动机。在变循环发动机不同的工作状态下，通过采用调节特征部件的几何形状、物理位置或尺寸大小等不同的技术手段，将涡扇和涡喷两种不同的变循环发动机的性能优势集中一体，从而保证变循环发动机在亚声速巡航状态下以涡扇变循环发动机类似构型工作，从而获得较高的经济性，在超声速作战状态下以涡喷变循环发动机类似构型工作，从而获得持续可靠的高单位推力，达到了将涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器，其特征在于：包括线性降保守性鲁棒控制器组解算模块和退化参数估计回路；/n其中线性降保守性鲁棒控制器组解算模块、退化参数估计回路与变循环发动机本体以及变循环发动机上的若干传感器组成退化参数调度控制回路；/n所述线性降保守性鲁棒控制器组解算模块产生控制输入向量u并输出给变循环发动机本体，传感器得到变循环发动机测量参数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变循环发动机的退化参数h，并输出到线性降保守性鲁棒控制器组解算模块；/n线性降保守性鲁棒控制器组解算模块与变循环发动机本体以及变循环发动机上的若干传感器还...

【技术特征摘要】
1.一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器，其特征在于：包括线性降保守性鲁棒控制器组解算模块和退化参数估计回路；
其中线性降保守性鲁棒控制器组解算模块、退化参数估计回路与变循环发动机本体以及变循环发动机上的若干传感器组成退化参数调度控制回路；
所述线性降保守性鲁棒控制器组解算模块产生控制输入向量u并输出给变循环发动机本体，传感器得到变循环发动机测量参数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变循环发动机的退化参数h，并输出到线性降保守性鲁棒控制器组解算模块；
线性降保守性鲁棒控制器组解算模块与变循环发动机本体以及变循环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和模式选择活门打开程度msv至线性降保守性鲁棒控制器组解算模块；
所述线性降保守性鲁棒控制器组解算模块内设计有若干线性降保守性鲁棒控制器，所述线性降保守性鲁棒控制器是利用若干小摄动不确定性发动机模型而分别设计得到的，所述小摄动不确定性发动机模型是对变循环发动机不同模式选择活门MSV打开程度、不同调度参数、包含退化参数变循环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；
所述线性降保守性鲁棒控制器组解算模块根据输入的不同模式选择活门MSV打开程度、退化参数h以及调度参数α，利用内部设计的若干线性降保守性鲁棒控制器计算得到适应的线性降保守性鲁棒控制器，该线性降保守性鲁棒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所述一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器，其特征在于：在全飞行包线内根据调度参数α和模式选择活门打开程度msv，分别在变循环发动机正常状态h1和设定退化程度hbase处，对包含退化参数的变循环发动机非线性模型进行线性化得到2n*J个线性化模型，对线性化模型加入不含变循环发动机性能退化的摄动块得到小摄动不确定性变循环发动机模型，并对这2n*J个小摄动不确定性变循环发动机模型分别设计鲁棒控制器，作为对应的线性降保守性鲁棒控制器，并组成线性降保守性鲁棒控制器组。


3.根据权利要求1所述一种变循环发动机降保守性鲁棒增益调度控制器，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；
所述非线性机载变循环发动机模型为带健康参数的变循环发动机非线性模型：



y＝g(x,u,h,msv)
其中为控制输入向量，为状态向量，为输出向量，为模式选择活门MSV打开程度，为退化参数向量，f(·)为表示系统动态的n维可微非线性向量函数，g(·)为产生系统输出的m维可微非线性向量函数；非线性机载发动机模型输入为控制输入向量u以及上一周期的退化参数h，其输出的健康稳态参考值(xaug,NOB...

【专利技术属性】
技术研发人员：缑林峰，张猛，刘志丹，蒋宗霆，赵晨阳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61