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带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法技术方案

技术编号:41728577 阅读:13 留言:0更新日期:2024-06-19 12:51
本发明专利技术涉及一种带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法。包括:将高空舱进气压力系统模型等效为位置内环模型与压力外环模型,并分别建立带时滞环节的位置内环模型与带扰动的压力外环模型;针对时滞的位置环模型,设计一种带时滞补偿的自抗扰控制;针对进气压力系统中存在的强测量噪声,提出一种基于增强离散最优控制算法的跟踪微分器获得精确的微分信号,并设计增强时滞补偿器;针对压力外环中的强流量扰动,基于一个新误差反馈增益函数设计非线性ESO;最终形成的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制处理系统中存在的时滞和强扰动问题,提升进气压力控制性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高空舱进气压力系统控制,具体涉及一种带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法


技术介绍

1、航空发动机高空模拟试车台(简称:高空舱)是在地面模拟发动机工作环境,获取发动机高空性能的大型试验设备,是自主研制先进航空发动机的必不可少的环节。高空舱的主要构成系统包括:气源系统、进排气系统以及抽气系统。其中,进气压力系统是高空舱的重要构成部分,为航空发动机高空飞行速度模拟提供稳定的气源需求。因此,进气压力系统控制性能将直接影响对航空发动机的功能和性能评定的有效性。

2、高空舱进气压力系统其结构及组成复杂,具有非线性程度高、不确定性强及未知扰动众多等显著特点。除此以外,由于进气压力系统的控制是通过大型液压伺服系统调节气体流量来实现的,而由于调节阀中间位置弹簧的预压缩和液压缸活塞中的摩擦特性导致输出信号中包含纯时滞环节。同时航空发动机试验环境条件严苛存在强量测噪声。上述因素使得进气压力系统精确控制存在极大的挑战性。

3、由于不依赖于精确的数学模型,且结构简单与应用成本低,传统的pid或pi控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,步骤1中,位置内环模型被近似为一个小惯性环节,考虑时滞环节,其具体的传递函数如下:

3.根据权利要求2所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,步骤1中,高空舱进气压力系统模型本质上能够被等效为一个单入单出的容腔结构,进气压力微分方程如下:

4.根据权利要求3所述的带增强时延补...

【技术特征摘要】

1.一种带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,步骤1中,位置内环模型被近似为一个小惯性环节,考虑时滞环节,其具体的传递函数如下:

3.根据权利要求2所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,步骤1中,高空舱进气压力系统模型本质上能够被等效为一个单入单出的容腔结构,进气压力微分方程如下:

4.根据权利要求3所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,经过smith预估器的处理,控制信号u到smith预估器的输出信号y0的传递函数关系如下:

5.根据权利要求4所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,微分信号提取中,使用小时间常数惯性环节来获取如式(11)和(12)所示:

6.根据权利要求5所述的带增强时延补偿和新型非线性扩张状态观测器的高空舱进气压力系统串级自抗扰控制方法,其特征在于,基于式(3)和式(13)-...

【专利技术属性】
技术研发人员:张和洪徐状黄峰但志宏翟超
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

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