一种航空发动机输出反馈自适应控制系统及其方法技术方案

技术编号:41244233 阅读:17 留言:0更新日期:2024-05-09 23:55
本发明专利技术公开了一种航空发动机输出反馈自适应控制系统及其方法,该控制系统至少包括指令滤波器,浸入与不变自适应控制器,浸入与不变扩充状态观测器和参数估计器四个部分。该方法主要包括面向控制设计的标准模型建立、跟踪指令滤波、浸入与不变扩充状态观测、参数估计、浸入与不变自适应控制计算等步骤。该方法结合了反步法、动态逆方法、浸入与不变自适应方法和干扰补偿技术的优势,充分考虑了干扰和部分状态不可测的具体情况,具有物理意义明确、快速扰动估计和参数估计、不可观测状态准确快速重构、闭环稳定、控制精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机控制领域,涉及一种航空发动机控制方法,尤其涉及一种基于浸入与不变技术的航空发动机输出反馈自适应控制系统及其方法,该航空发动机控制方法结合了反步法、动态逆方法、浸入与不变方法和干扰补偿技术的优势,充分考虑了干扰和部分状态不可测的具体情况,具有物理意义明确、快速扰动估计和参数估计、不可观测状态准确快速重构、闭环稳定、控制精度高等优点。


技术介绍

1、航空发动机工作环境复杂性且自身随工作时间会出现性能退化,表现在数学上则为模型具有强耦合、快时变、强非线性和强不确定性。要实现这种系统满足稳定性、快速性、精确性、鲁棒性、可靠性的高性能控制具有较大的挑战性,尤其是在部分状态不可测和强扰动存在的情况下,其高精度、高可靠控制律的设计尤为困难。

2、一方面,航空发动机建模时一定会存在误差,兼以工作环境的多变性和自身的退化,这种误差在某些情况下可能比较显著,这种误差在数学上可以采用集总干扰来描述。若不对集总干扰进行补偿,即不采取任何措施来消除或减小干扰对系统的影响,即使采用最优或鲁棒控制方法,也难以保证系统的动静态性能。实际上,由于没有考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空发动机输出反馈自适应控制系统,用以实现对航空发动机的转速控制,包括一指令滤波器、一浸入与不变自适应控制器、一浸入与不变扩充状态观测器和一参数估计器,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的航空发动机输出反馈自适应控制系统,其特征在于,所述航空发动机为单轴航空发动机系统,利用其输入输出数据,面向控制设计的需要,通过系统辨识的方法,构建其带扰动的非线性数学模型:

3.根据权利要求2所述的航空发动机输出反馈自适应控制系统,其特征在于,所述指令滤波器用于根据指标要求安排指令过渡过程并产生给定动态指令x1d及指令对时间的微分,其数学表达式为:</p>

4.根据...

【技术特征摘要】

1.一种航空发动机输出反馈自适应控制系统,用以实现对航空发动机的转速控制,包括一指令滤波器、一浸入与不变自适应控制器、一浸入与不变扩充状态观测器和一参数估计器,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的航空发动机输出反馈自适应控制系统,其特征在于,所述航空发动机为单轴航空发动机系统,利用其输入输出数据,面向控制设计的需要,通过系统辨识的方法,构建其带扰动的非线性数学模型:

3.根据权利要求2所述的航空发动机输出反馈自适应控制系统,其特征在于,所述指令滤波器用于根据指标要求安排指令过渡过程并产生给定动态指令x1d及指令对时间的微分,其数学表达式为:

4.根据权利要求3所述的航空发动机输出反馈自适应控制系统,其特征在于,所述浸入与不变扩充状态观测器用于实现系统的不可观测状态x2和集总干扰d的观测,为不可观测状态x2的估计值,为集总干扰d...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭湘敏胡春艳曹冠真李伟
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所
类型:发明
国别省市:

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