航空发动机执行机构的事件触发自适应控制方法技术

航空发动机执行机构的事件触发自适应控制方法，属于事件触发控制和自适应鲁棒控制技术领域。本发明专利技术将电磁阀作为一个子节点接收主控制器通过总线传输的控制指令，对液压作动筒实现控制任务；该指令在主控制器中必须满足一定的阈值条件才能发布到通信总线上，否则电磁阀始终保持上一次接收到的指令，进而实现了对带宽资源的高利用率。本发明专利技术还能够消除触发误差对控制性能的影响。通过引入的非线性鲁棒反馈项抑制触发误差，并且自适应律能够调节控制器的结构参数，从本质上减小触发误差的影响。本发明专利技术将传统基于时间的采样数据控制技术，通过结合事件触发技术迁移到总线型的网络化控制架构下进行应用，简单易实现且几乎不改变原控制器的设计流程。控制器的设计流程。控制器的设计流程。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机执行机构的事件触发自适应控制方法


[0001]本专利技术涉及事件触发控制和自适应鲁棒控制
，具体涉及航空发动机的可调静子叶片(VSV机构)、尾喷管(A8)的液压作动筒控制方法。

技术介绍

[0002]航空发动机控制技术正从传统的集中式控制向总线型的网络化控制转型，总线型的网络化控制技术最大的特点/优点就是共用一条总线进行信息交互，其结构简单，并且能够大幅减少航空线缆的使用，从而减轻航空发动机的重量；网络化控制的不足之处是总线的带宽是有限的。而随着国产发动机性能需求的增加，挂载在总线上的通信节点快速增长，事件触发控制技术成为一种有效的节约带宽的手段。液压作动筒是发动机上必不可少的执行机构，包括A1进气导向叶片执行机构和A2可变静子叶片执行机构，A8/A9尾喷管执行机构。无论对进气气流还是尾气气流的控制，都对执行机构的动态/稳态性能提出了较高的需求。为了实现高品质的追踪性能，则需要较大的带宽保证控制信号实时的到达电磁阀(执行机构作动筒的驱动器)，电磁阀作为一个子节点挂载在总线上，如果分配的带宽资源占用过大必然会导致其它子节点带宽资源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航空发动机执行机构的事件触发自适应控制方法，其特征在于，步骤如下：S1：执行器动力学和流量机理建模；首先针对阀控式液压油缸进行建模，建模分为油缸执行器负载建模、油缸容腔压力动力学建模和电磁阀的流量建模；S1.1：发动机静子叶片传动机构模型搭建；发动机的静子叶片驱动机构包括联动环和曲柄摇臂以及油缸机构，通过油缸的直线运动比例放缩到联动环的平移运动，带动静子叶片转动；其中，表示静子叶片旋转的角度；κ(l,ν)表示摇臂运动位移量l和曲柄旋转角度ν构成的几何关系，特殊VSV机构可通过查表试验法构建映射函数κ(l,ν)；y表示油缸运动位移量；S1.2：油缸执行器负载建模；液压缸通过两腔压差作用，推动质量惯性负载运动，构建油缸推动质量惯性负载模型如下所示：其中，表示位移y的二阶导数即加速度，v表示速度，f
b
表示粘性摩擦力系数，f
c
表示库伦摩擦力系数，S(v)表示速度的非线性函数，S(v)＝0,v≠0、S(v)＝1,v＝0，F1表示惯性负载的集总建模误差，包含了未建模的动态摩擦力和其他不确定性干扰力；p1与p2表示液压缸的左腔和右腔的液压油压强，单位为bar；A
1 A2表示左腔和右腔的面积，m为惯性负载的质量；惯性负载的集总建模误差F1是未知的时变量，分为名义值F
1n
和偏差量
△
F1，如下：F1＝F
1n
+
△
F1S1.3：油缸容腔压力动力学建模；控制油缸两腔流量和压力，进而实现对质量负载的运动控制；对油缸两腔可压缩的容腔动力学模型进行建模：动控制；对油缸两腔可压缩的容腔动力学模型进行建模：其中，V1＝V
10
+A1y和V2＝V
20
‑
A2y表示无杆腔和有杆腔对应的总的体积，V
10
表示左腔初始体积，V
20
表示右腔初始体积，y表示位移，表示左腔压强的导数，表示右腔压强的导数，β
e
和C
tm
分别表示有效体积弹性模量和油缸内漏泄系数，Q1和Q2表示两腔的实际流量，包含了两个容腔动力学模型的集总建模误差；容腔压力动力学模型中的实际流量Q1、Q2，可以分为标称值Q
1d
、Q
2d
和剩余流量建模误差值其中标称值即为电磁阀可建模流量值，考虑到内部漏泄的流量较少，将漏泄流量引起的误差与共同组成容腔动力学的集总流量误差，即：共同组成容腔动力学的集总流量误差，即：集总流量误差
△
Q1和
△
Q2，由标称值
△
Q
1n
△
Q
2n
和偏差量组成：
S1.4：电磁阀的流量建模；通过控制电磁换向阀行程长度，实现控制阀门开口流通面积，实现对流量的控制；构建电磁阀的流量模型如下：积，实现对流量的控制；构建电磁阀的流量模型如下：其中，ω表示阀门面积梯度,p
s
、p
r
表示供油压力和油箱背压，u表示系统的实际输入，ρ表示液压油的标称密度，C
d
表示电磁阀的流量系数，sgn(
·
)是一个符号函数，取值规则如下所示：S1.5：机理模型参数化表示；参数化模型如下：其中，θ1＝1/m，θ2＝f
b
/m，θ3＝f
c
/m，θ4＝F
1n
/m，θ5＝β
e
，s1＝A1/V1，s2＝A2/V2θ7＝β
e
s1△
Q
1n
‑
β
e
s2△
Q
2n
；参数化的模型中的x1＝y，x2＝v，x3＝p1A1‑
p2A2分别表示位移、速度和负载力，分别表示位移、速度和负载力的一阶导数；k
sv
表示电压信号增益，与实际电磁阀位移信号x
v
满足如下关系：x
v
＝k
sv
·
u模型的集总误差去掉标称值后的偏差量d1，d2，定义如下：d1＝
△
F1/m
ꢀꢀꢀ
(2)S1.6：设计控制器满足的参数需求；首先设计追踪控制器，系统的期望输出y
d
满足3阶连续可导，并且均存在上界；其次，参数化模型(1)中的未知参数θ
i
及不确定非线性d1和d2变化范围或者上界已知，如下：变化范围或者上界已知，如下：θ
min
＝[θ
1min
,θ
2min
,θ
3min
,θ
4min
,θ
5min
,θ
6min
,θ
7min
]
T
ꢀꢀꢀ
(6)θ
max
＝[θ
1max
,θ
2max
,θ
3max
,θ
4max
,θ
5max
,θ
6max
,θ
7max
]
T
ꢀꢀꢀ
(7)
其中，为有界闭集，为由已知常数构成的上下界，同为带有上界的有界闭集，δ
i
为已知常数；模型中的物理参数将通过不连续投影的自适应律进行在线更新，将未知的第*个参数的估计值定义为将参数估计的误差表示为有设计的自适应律如下形式：其中，θ
*
表示第*个系统参数；Γ>0是调整函数的增益对角矩阵；τ
*
为自适应函数，不连续投影率为：其中，表示第i个未知参数估计值，θ
imax
表示第i个未知参数最大值，θ
imin
表示第i个未知参数最小值；上述的投影率对任意取值的自适应函数τ
*
，均可保证满足以下两条性质：1：参数估计值与系统参数θ
*
的最大变化范围均在闭集内，如下所示：2：参数的估计误差和未建模集总误差可以通过非线性鲁棒反馈项抑制；对于任意的追踪误差z，将虚拟误差的抑制项记为α
*s2
，需满足以下条件：其中，参数φ
*
表示模型回归...

【专利技术属性】
技术研发人员：费中阳，陈吉祥，陈伟重，夏卫国，孙希明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：