飞机上冲压空气涡轮(ram air turbine,RAT)的工作环境具有风速、飞行高度和温度上的随机性,需在诸多工况下都保持稳定运行。该研究对来流空气作用下的冲压空气涡轮调速系统进行了控制学建模,基于此模型开展多种工况下的稳定性分析。首先...飞机上冲压空气涡轮(ram air turbine,RAT)的工作环境具有风速、飞行高度和温度上的随机性,需在诸多工况下都保持稳定运行。该研究对来流空气作用下的冲压空气涡轮调速系统进行了控制学建模,基于此模型开展多种工况下的稳定性分析。首先,根据涡轮工作原理,针对某型RAT的调速系统建立了能够反映涡轮真实响应的动力学模型;然后,将调速系统在转速平衡状态附近做线性近似处理,得到能够描述调速系统在负载扰动下稳定性的闭环控制模型,结合动力学模型的仿真结果和控制学模型的理论计算,分析了涡轮在负载冲击下的响应特性;最后,对调速系统进行稳定性评估,系统地研究了调速系统在不同工作环境中的稳定性规律。数值仿真结果表明,所建立的闭环控制模型能准确反映RAT调速系统的稳定性程度,在风速大、飞行高度低的工况中该系统稳定程度最薄弱。展开更多
基金supported by Natural Science Fund Project of China (No.61503163)the Open Fund of Sichuan Province Key Laboratory of Artificial Intelligence (No.2014RZY01)
文摘飞机上冲压空气涡轮(ram air turbine,RAT)的工作环境具有风速、飞行高度和温度上的随机性,需在诸多工况下都保持稳定运行。该研究对来流空气作用下的冲压空气涡轮调速系统进行了控制学建模,基于此模型开展多种工况下的稳定性分析。首先,根据涡轮工作原理,针对某型RAT的调速系统建立了能够反映涡轮真实响应的动力学模型;然后,将调速系统在转速平衡状态附近做线性近似处理,得到能够描述调速系统在负载扰动下稳定性的闭环控制模型,结合动力学模型的仿真结果和控制学模型的理论计算,分析了涡轮在负载冲击下的响应特性;最后,对调速系统进行稳定性评估,系统地研究了调速系统在不同工作环境中的稳定性规律。数值仿真结果表明,所建立的闭环控制模型能准确反映RAT调速系统的稳定性程度,在风速大、飞行高度低的工况中该系统稳定程度最薄弱。
