【技术实现步骤摘要】
航空发动机容错增益调度二自由度H∞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容错增益调度二自由度H∞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。针对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，二自由度H∞控制器设计方法在传统H∞控制器的基础上加入前置滤波器和反馈控制器，通过调整反馈控制器使扰动抑制的能力达到最佳，在此基础上调整前置滤波器使系统的指令跟踪能力达到最佳。然而，现代战机对航空发动机性能的要求不断提高，其结构也越来越复杂，并且由于发动机工作环境的恶劣多变，发动机故障约占飞机总故障的1/3。其中，气路部件故障占发动机总体故障的90％以上，其维护费用占发动机总体维...
【技术保护点】
1.一种航空发动机容错增益调度二自由度H∞控制器，其特征在于：包括二自由度H∞控制器组容错控制模块和气路部件故障诊断模块；/n其中二自由度H∞控制器组容错控制模块、气路部件故障诊断模块与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器组成气路部件故障调度控制回路；/n所述二自由度H∞控制器组容错控制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共同输入到气路部件故障诊断模块，气路部件故障诊断模块解算得到航空发动机的健康参数h，并输出到二自由度H∞控制器组容错控制模块；/n二自由度H∞控制器组容错控制模块与航空发动机本体以...
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机容错增益调度二自由度H∞控制器，其特征在于：包括二自由度H∞控制器组容错控制模块和气路部件故障诊断模块；
其中二自由度H∞控制器组容错控制模块、气路部件故障诊断模块与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器组成气路部件故障调度控制回路；
所述二自由度H∞控制器组容错控制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共同输入到气路部件故障诊断模块，气路部件故障诊断模块解算得到航空发动机的健康参数h，并输出到二自由度H∞控制器组容错控制模块；
二自由度H∞控制器组容错控制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至二自由度H∞控制器组容错控制模块；
所述二自由度H∞控制器组容错控制模块内设计有若干二自由度H∞控制器，所述二自由度H∞控制器包含前置滤波器和反馈控制器，对若干不确定性发动机模型利用H∞回路成形方法分别设计得到；
所述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、不同气路部件故障下的航空发动机非线性模型进行线性化并加入摄动块得到的；
所述二自由度H∞控制器组容错控制模块根据输入的健康参数h以及调度参数α，利用内部设计的若干二自由度H∞控制器计算得到适应的二自由度H∞控制器，该二自由度H∞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容错增益调度二自由度H∞控制器，其特征在于：所述二自由度H∞控制器组容错控制模块内设计若干二自由度H∞控制器的过程为：在全飞行包线内根据调度参数α选取q个工作点对包含健康参数的发动机非线性模型进行线性化得到q个含有健康参数的线性化模型，通过调整健康参数的值，得到分别在发动机无气路部件故障和特定气路部件故障处的11q个线性化模型，并对这11q个线性化模型分别设计相应的二自由度H∞控制器从而组成二自由度H∞控制器组。
3.根据权利要求1或2所述一种航空发动机容错增益调度二自由度H∞控制器，其特征在于：所述二自由度H∞控制器组容错控制模块根据输入的健康参数h以及调度参数α插值得到适应的二自由度H∞控制器。
4.根据权利要求3所述一种航空发动机容错增益调度二自由度H∞控制器，其特征在于：所述二自由度H∞控制器组容错控制模块先根据航空发动机当前的调度参数α选择前后相邻的两个设定工作点αi和αi+1，并获取两个设定工作点αi和αi+1对应发动机无部件故障的控制器Ki和Ki+1，各种典型部件故障Δhbase_j的控制器Δhbase...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志丹，缑林峰，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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