基于直升机/发动机综合模型的变旋翼转速控制研究 被引量：1

1

作者 陈国强 杨娟 《航空发动机》 2016年第5期14-20,共7页

为了实现直升机旋翼转速在宽广范围内连续变化且涡轴发动机连续提供输出轴功率,采用1种扭矩序列转移控制方案来实现该传动链。通过2台涡轴发动机和2台多级变速器与旋翼协调工作,发动机依次连接或脱开旋翼,提供旋翼转速大范围内变化,并... 为了实现直升机旋翼转速在宽广范围内连续变化且涡轴发动机连续提供输出轴功率,采用1种扭矩序列转移控制方案来实现该传动链。通过2台涡轴发动机和2台多级变速器与旋翼协调工作,发动机依次连接或脱开旋翼,提供旋翼转速大范围内变化,并提供旋翼连续变化的功率。在扭矩转移过程中,针对发动机扭矩强扰动问题设计了鲁棒LMI控制器+ADRC扭矩前馈补偿控制器,最后基于直升机/发动机综合模型进行数值仿真,验证了扭矩转移方案的可行性。仿真结果表明:在转移过程中的扭矩强扰动对发动机动力涡轮转速的影响较小,旋翼转速可以实现较大范围内的快速平滑变化。 展开更多

关键词 变旋翼转速 扭矩序列转移 多级变速器 直升机/发动机综合模型 航空发动机

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基于直升机综合扭振模型的发动机扭振抑制方法 被引量：2

2

作者 缪丽祯 张海波 +1 位作者 孙丰勇 居新星 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期158-165,共8页

为了抑制直升机机动飞行时涡轴发动机自由涡轮、燃油调节系统出现的耦合扭振不稳定性,充分考虑了由旋翼、桨毂、传动系统、发动机以及机身组成的扭矩动力传递链的动态响应过程,建立了具有一定置信度的直升机综合扭振模型;并根据扭矩动... 为了抑制直升机机动飞行时涡轴发动机自由涡轮、燃油调节系统出现的耦合扭振不稳定性,充分考虑了由旋翼、桨毂、传动系统、发动机以及机身组成的扭矩动力传递链的动态响应过程,建立了具有一定置信度的直升机综合扭振模型;并根据扭矩动力传递链特点,设计了作用于发动机转速控制回路的附加相移小的陷波滤波器以抑制综合扭振模型中涡轴发动机扭振。数字仿真表明,所建立的直升机综合扭振模型,在时域中,不同高度、马赫数下均可见低频扭振和高频扭振,与频域计算得到的低阶扭振频率1.92Hz,高阶扭振频率52.52Hz相符。同时,设计的扭振滤波器滤波幅值约-20d B,相角变化在±50°范围内,通频带附加相移小,能较为显著地抑制自由涡轮、燃油调节系统耦合扭振。 展开更多

关键词 直升机 发动机 综合扭振模型 扭振抑制

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发动机动态特性对直升机飞行品质的影响分析

3

作者 卫圆 陈仁良 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期838-846,共9页

分析了发动机动态特性对直升机在悬停和低速前飞状态下飞行品质的影响。基于发动机与直升机之间的功率匹配关系,建立直升机/发动机耦合模型。使用ADS-33E-PRF飞行品质规范中的扭矩响应、高度响应与总距偏航耦合特性指标,定量评估发动机... 分析了发动机动态特性对直升机在悬停和低速前飞状态下飞行品质的影响。基于发动机与直升机之间的功率匹配关系,建立直升机/发动机耦合模型。使用ADS-33E-PRF飞行品质规范中的扭矩响应、高度响应与总距偏航耦合特性指标,定量评估发动机动态特性的影响。结果表明:发动机输出滞后导致直升机扭矩与总距偏航耦合操纵品质下降,同时会对直升机高度响应产生负面影响。随着前飞速度增加,发动机对扭矩响应特性与总距偏航耦合效应的影响进一步加剧,但对高度响应的不利影响得到缓解。该研究可以为直升机/发动机耦合控制律设计提供参考依据。 展开更多

关键词 直升机 发动机 耦合模型 飞行品质 发动机动态特性

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涡轴发动机/直升机综合控制仿真平台设计 被引量：15

4

作者 张海波 姚文荣 陈国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期383-390,共8页

建立了UH-60直升机/T700涡轴发动机综合控制数字仿真平台。基于VC++环境开发了包含UH-60直升机/T700涡轴发动机综合实时模型的上位机程序,与运行机载涡轴发动机+旋翼实时模型及在线优化控制模式的下位机程序。两者基于TCP/IP协议实时通... 建立了UH-60直升机/T700涡轴发动机综合控制数字仿真平台。基于VC++环境开发了包含UH-60直升机/T700涡轴发动机综合实时模型的上位机程序,与运行机载涡轴发动机+旋翼实时模型及在线优化控制模式的下位机程序。两者基于TCP/IP协议实时通讯,可进行模拟实际直/发综合优化控制的数字仿真实验。在该数字仿真环境下,分别给出了提高直升机常规飞行性能的多种优化控制模式仿真、变旋翼转速优化控制以及快速功率跟随控制模式仿真,充分表明该平台可为新一代直/发综合系统的开发研制提供一个可靠的前期数字仿真验证。 展开更多

关键词 直升机 涡轴发动机 综合控制 数字仿真平台

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基于需用功率预测的直升机/发动机综合控制方法 被引量：1

5

作者 杜紫岩 彭晔榕 +2 位作者 宋劼 汪勇 张海波 《航空发动机》 北大核心 2022年第5期143-148,共6页

为了提高涡轴发动机在直升机飞行状态突变时的响应速度,提出一种基于需用功率预测的直升机/发动机综合控制方法。通过逐步回归分析法对直升机需用功率影响最大的5个变量进行选取,并以这5个变量为输入量,根据多元拟合方法建立直升机需用... 为了提高涡轴发动机在直升机飞行状态突变时的响应速度,提出一种基于需用功率预测的直升机/发动机综合控制方法。通过逐步回归分析法对直升机需用功率影响最大的5个变量进行选取,并以这5个变量为输入量,根据多元拟合方法建立直升机需用功率预测模型,基于所建立的预测模型,采用预测需用功率信号在发动机控制回路的燃气涡轮转速指令位置进行前馈线性补偿,设计了直升机/发动机综合控制方法。经过UH-60A综合仿真平台验证,结果表明:所提出的综合控制方法相比于传统串级PID控制方法,可以有效减少动力涡轮转速超调量或下垂量60%以上;相比加入总距前馈的控制方法,可以减小动力涡轮转速超调量或下垂量20%以上;可以有效加快发动机响应速度,缩短发动机响应时间1 s以上,极大提高了发动机的稳定性及鲁棒性。 展开更多

关键词 涡轴发动机 直升机需用功率 线性补偿 综合控制 多元拟合

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一种直升机/发动机系统最经济旋翼转速综合优化方法 被引量：3

6

作者 汪勇 刘明磊 +2 位作者 宋劼 郑前钢 张海波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期64-71,共8页

为实现直升机/涡轴发动机的最经济运行,开展了直升机/发动机系统最经济旋翼转速综合优化方法研究。首先,建立简化的直升机需求功率性能计算模型与涡轴发动机性能计算模型,共同构成直升机/发动机综合系统性能计算模型;其次,围绕通过可变... 为实现直升机/涡轴发动机的最经济运行,开展了直升机/发动机系统最经济旋翼转速综合优化方法研究。首先,建立简化的直升机需求功率性能计算模型与涡轴发动机性能计算模型,共同构成直升机/发动机综合系统性能计算模型;其次,围绕通过可变动力涡轮转速实现变旋翼转速方式,分别以最小直升机需求功率优化与最低发动机燃油流量为优化目标,进行最经济旋翼转速离线优化,并对比分析两种优化模式对直升机/发动机系统综合性能的影响,揭示不同工况对最经济旋翼转速的影响规律。结果表明:变动力涡轮转速下,桨叶固有的失速与压缩特性,会限制进一步实现直升机最经济运行的能力。此外,采用变动力涡轮转速实现变旋翼转速,几乎不影响压气机与燃气涡轮的工作线,沿着相同的工作线运行可获得更经济的直升机/发动机综合性能。 展开更多

关键词 直升机 涡轴发动机 涡轮转速 旋翼转速 综合优化

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一种变旋翼转速直升机/涡轴发动机非线性模型预测控制方法研究 被引量：4

7

作者 汪勇 张海波 +2 位作者 杜紫岩 陈名扬 叶东鑫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2334-2342,共9页

为了实现变旋翼转速直升机/涡轴发动机快速响应控制,提出了一种基于神经网络的直升机旋翼预测模型与基于状态变量模型的涡轴发动机预测模型的新型非线性模型预测控制方法。所建目标函数除了包含转速控制指标外,还考虑了经两级变速双离... 为了实现变旋翼转速直升机/涡轴发动机快速响应控制,提出了一种基于神经网络的直升机旋翼预测模型与基于状态变量模型的涡轴发动机预测模型的新型非线性模型预测控制方法。所建目标函数除了包含转速控制指标外,还考虑了经两级变速双离合器传动机构传扭后发动机输出轴的转子动力学特性。不同飞行任务下的数值仿真结果表明:相对于PID控制器而言,非线性模型预测控制器可在满足压气机转速、发动机静强度等限制条件下使动力涡轮转速在变旋翼转速过程中的超调量减小50%,下垂量降至0.2%以内,实现了涡轴发动机的快速响应控制的同时,有利于改善发动机使用寿命。 展开更多

关键词 直升机 涡轴发动机 变旋翼转速 快速响应控制 非线性模型预测控制

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发动机涡轮叶片铸件综合数据模型的无纸化设计方法 被引量：4

8

作者 韩毅 李原 杨海成 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期386-389,共4页

结合我国航空发动机精铸叶片模具设计的现状 ,研究开发基于 EDS Unigraphics 1 4.0(UGII)的航空发动机精铸模具无纸化系统的核心——叶片铸件实体综合数据模型 ,本方法在某型航空发动机涡轮叶片的模具生产中已得到实际应用 ,并取得了良... 结合我国航空发动机精铸叶片模具设计的现状 ,研究开发基于 EDS Unigraphics 1 4.0(UGII)的航空发动机精铸模具无纸化系统的核心——叶片铸件实体综合数据模型 ,本方法在某型航空发动机涡轮叶片的模具生产中已得到实际应用 ,并取得了良好的效果。 展开更多

关键词 无纸化技术 涡轮叶片 综合数据模型 UGII 航空发动机 设计 几何建模

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航空发动机性能综合评判模型 被引量：1

9

作者 邹葆华 《航空发动机》 2008年第2期10-12,共3页

利用模糊数学的模糊聚类原理,选取适当的影响因子,建立了航空发动机性能综合评判模型,对所录取的航空发动机在多个试验工况下的试验数据进行了聚类分析。结果表明:计算结果与实际结果吻合,为航空发动机性能综合评判提供了重要依据。

关键词 航空发动机 性能 模糊模型 综合评判

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双变量协同的无人直升机发动机恒转速滑模控制

10

作者 胡春明 魏石峰 +2 位作者 刘娜 宋玺娟 米雪 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期483-491,共9页

针对无人直升机发动机恒转速控制问题,提出了一种油门/点火提前角双变量协同调节的恒转速滑模控制策略.发动机输出扭矩控制是恒转速控制问题关键的一环,而油门开度和点火提前角作为调节发动机输出扭矩的两个变量具有不同的特点.油门调... 针对无人直升机发动机恒转速控制问题,提出了一种油门/点火提前角双变量协同调节的恒转速滑模控制策略.发动机输出扭矩控制是恒转速控制问题关键的一环,而油门开度和点火提前角作为调节发动机输出扭矩的两个变量具有不同的特点.油门调节虽然调节范围宽,但是响应较慢,易受时滞效应的影响而产生超调现象;点火提前角响应较快,但是调节范围有限.将二者的优点结合起来实现协同控制,可以进一步加强恒转速控制效果.为实现此目的,对发动机进行了数学建模,并基于该模型和滑模控制设计了协同控制策略.该策略包括点火提前角优先调节的主逻辑和点火提前角回归逻辑.最终通过仿真和试验验证了控制策略的效果.仿真结果显示:负载突变时,双变量协同滑模控制器相较于传统PID控制器,转速误差减小61%;同样基于滑模控制,双变量协同控制相较于双变量分离控制,转速误差减小21.4%;存在负载扭矩干扰或进气压力波动时,双变量协同滑模控制的转速稳定性也优于其他两种控制方式;整机系留试验中,双变量协同滑模控制的转速波动范围比双变量分离滑模控制小24%,比传统PID控制小62%.经过多次系留试验观测,使用双变量协同滑模控制,可使转速波动范围在±70 r/min以内,控制误差在2%以内,能够满足无人直升机飞行稳定性的要求. 展开更多

关键词 双变量协同调节 滑模控制 发动机数学模型 恒转速控制 无人直升机

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无人直升机发动机转速控制系统的嵌入式设计 被引量：1

11

作者 申星 韩波 +1 位作者 李平 云昭洁 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第3期237-239,共3页

为提高无人直升机的飞行性能,针对其飞行环境复杂、飞行状态变化快等特点,建立发动机的数学模型,采用总矩前馈与转速反馈的串级控制结构,设计实现一个基于嵌入式单片机MC9S08的恒定转速控制系统。实验结果证明,该系统的转速控制精度高,... 为提高无人直升机的飞行性能,针对其飞行环境复杂、飞行状态变化快等特点,建立发动机的数学模型,采用总矩前馈与转速反馈的串级控制结构,设计实现一个基于嵌入式单片机MC9S08的恒定转速控制系统。实验结果证明,该系统的转速控制精度高,系统响应速度快,安全性及控制效果良好。 展开更多

关键词 无人直升机 恒定转速 发动机模型 总矩前馈 串级控制 嵌入式单片机

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发动机燃烧室性能综合评估的模糊数学模型 被引量：1

12

作者 黄飞 王晓轩 孙伟华 《航空发动机》 北大核心 2000年第1期41-42,48,共3页

在综合发动机燃烧室各性能指标的基础上,采用模糊数学评价法进行讨论和分析,以排除人为的主观任意性,可取得满意的结果。

关键词 发动机 燃烧室性能 综合评价 模糊数学模型

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弹用涡喷发动机鲁棒性能μ综合控制 被引量：4

13

作者 王曦 姚华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期236-239,共4页

针对某型弹用涡喷发动机,分析了具有乘性输入不确定性的被控对象中嵌入加权函数的μ鲁棒性能问题,由具有N Δ结构的μ综合框架,给出了控制系统获得鲁棒性能的D K迭代法,设计了弹用涡喷发动机鲁棒μ控制器。仿真结果表明设计的控制器在... 针对某型弹用涡喷发动机,分析了具有乘性输入不确定性的被控对象中嵌入加权函数的μ鲁棒性能问题,由具有N Δ结构的μ综合框架,给出了控制系统获得鲁棒性能的D K迭代法,设计了弹用涡喷发动机鲁棒μ控制器。仿真结果表明设计的控制器在全飞行包线内不同的弹道上取得了鲁棒性能。 展开更多

关键词 涡轮喷气发动机 气动模型 综合系统 鲁棒控制

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直升机振动与噪声综合评估方法研究 被引量：7

14

作者 张冀 李书 +1 位作者 贺天鹏 简成文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期149-154,共6页

为了能够对直升机振动与噪声进行综合性的研究,系统地建立了一种以飞行员、机上设备和环境为基础的综合评估模型,并对振动与噪声的主要影响进行分析,构建了一个三层的指标体系结构;在研究各种综合评估方法的基础上,选择层次分析法(Analy... 为了能够对直升机振动与噪声进行综合性的研究,系统地建立了一种以飞行员、机上设备和环境为基础的综合评估模型,并对振动与噪声的主要影响进行分析,构建了一个三层的指标体系结构;在研究各种综合评估方法的基础上,选择层次分析法(Analytic Hierarchy Process)与模糊综合评估法(Fuzzy Comprehensive Evaluation)对构建的模型进行评估;同时应用MATLAB开发平台对提出的方法进行仿真;最后选择样例直升机进行案例分析,对提出的方法进行验证。仿真结果表明,该方法能够从定性与定量的角度综合描述直升机振动与噪声对飞行员、机上设备和环境的影响,为直升机振动与噪声的评估提供了一种新的途径,可以在直升机的研制、试验和使用等阶段进行应用和推广。 展开更多

关键词 直升机 振动 噪声 综合评估 评估方法 模型

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一种进气道/发动机地面匹配试验方法

15

作者 冯文梁 姚皆可 周伟 《航空发动机》 北大核心 2022年第5期161-166,共6页

为了在单发试验架上模拟单发停车与双发正常工作情况下的进/发匹配安全性,提出了一种进气道/发动机地面匹配试验方法。结果表明:在单发试验台架上,通过在进气道入口前飞机对称面位置加装隔板及取消隔板实现单发停车及双发工作状态的模拟... 为了在单发试验架上模拟单发停车与双发正常工作情况下的进/发匹配安全性,提出了一种进气道/发动机地面匹配试验方法。结果表明:在单发试验台架上,通过在进气道入口前飞机对称面位置加装隔板及取消隔板实现单发停车及双发工作状态的模拟,并根据对地面抽吸试验与缩比模型风洞试验进气道出口性能及总压恢复系数图谱的对比,证明加装隔板及取消隔板模拟双发工作与单发停车状态的合理性;根据流量标定试验结果,对抽吸试验进气道出口参数进行修正,获取全尺寸进气道更加精确的性能,并与缩比模型风洞试验结果对比,全尺寸进气道性能优于缩比模型风洞试验结果;通过发动机地面开车,有效模拟了双发工作与单发停车条件下发动机不同转速及加减速过程中的进发匹配特性,确保了飞机滑行及试飞安全。 展开更多

关键词 进气道/发动机匹配 流量标定 抽吸试验 缩比模型风洞试验 全尺寸进气道 综合畸变指数

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基于无级变速的直升机变旋翼转速控制模拟方法研究 被引量：7

16

作者 姚文荣 宁景涛 张海波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期434-441,共8页

为了扩大直升机变旋翼转速变化范围,开展了基于无级变速机构的直升机/传动系统/发动机连续变旋翼转速控制模拟方法研究。基于叶素法和容积动力学方法,建立了主旋翼/发动机综合数学模型用于直升机推进系统仿真,该模型由主旋翼简化模型和... 为了扩大直升机变旋翼转速变化范围,开展了基于无级变速机构的直升机/传动系统/发动机连续变旋翼转速控制模拟方法研究。基于叶素法和容积动力学方法,建立了主旋翼/发动机综合数学模型用于直升机推进系统仿真,该模型由主旋翼简化模型和涡轴发动机部件级模型组成。在主旋翼/发动机综合模型的基础上,加入了基于能量法建立的无级变速传动装置动力学模型,通过变传动比实现变旋翼转速控制模拟,通过定常来流状态下的数字仿真,分析变旋翼转速控制过程对主旋翼和发动机状态的影响。结果表明,提出的变旋翼转速控制模拟方法在保证涡轴发动机动力涡轮转速变化小于1.5%的前提下使旋翼转速连续变化25%,建立的直升机/传动系统/发动机综合模型为变旋翼转速技术的设计与验证提供了较可靠的数字仿真平台。 展开更多

关键词 直升机 涡轴发动机 变旋翼转速 无级变速器 综合仿真

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直升机低速回避区计算分析 被引量：2

17

作者 孟万里 陈仁良 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期204-211,共8页

在可实现安全自转着陆的条件下,基于最小化回避区面积的思想分析预测了直升机低速高度——速度曲线。将直升机自转着陆表示成非线性最优控制问题,其状态方程使用发动机失效后增广的纵向三维刚体飞行动力学模型。采用直接转换和非线性规... 在可实现安全自转着陆的条件下,基于最小化回避区面积的思想分析预测了直升机低速高度——速度曲线。将直升机自转着陆表示成非线性最优控制问题,其状态方程使用发动机失效后增广的纵向三维刚体飞行动力学模型。采用直接转换和非线性规划的方法求解非线性最优控制问题。以UH-60直升机为例,计算了考虑1s操纵延迟的单发失效的低速高度-速度曲线,并给出了高悬停点、拐点和低悬停点的最优自转着陆过程,发现这些最优着陆过程与驾驶员的实际操纵程序一致。 展开更多

关键词 直升机 回避区 自转着陆 最优控制 三维刚体模型 发动机失效

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直升机自适应供油系统建模与仿真

18

作者 何勇 王晨臣 《航空发动机》 北大核心 2023年第6期85-90,共6页

为满足直升机发动机入口燃油压力的严格要求,在传统供油系统的基础上设计了自适应供油系统方案,基于仿真平台建立了自适应供油系统仿真模型,并对此开展自适应供油系统供油压力仿真计算研究。在机动飞行包线1、2下对自适应供油系统的发... 为满足直升机发动机入口燃油压力的严格要求,在传统供油系统的基础上设计了自适应供油系统方案,基于仿真平台建立了自适应供油系统仿真模型,并对此开展自适应供油系统供油压力仿真计算研究。在机动飞行包线1、2下对自适应供油系统的发动机入口压力进行计算,并分析了飞行姿态、油箱液位高度、供油流量连续变化等因素对发动机供油压力的影响。仿真结果表明:飞行姿态对发动机入口燃油压力有较大影响,在供油系统设计初期必须加以分析,而油箱液位高度的影响较小,可按最低油箱液位高度进行计算分析;在某机动飞行包线1、2下自适应供油系统供油压力始终处于发动机入口压力要求范围,自适应供油系统可满足某型直升机发动机入口燃油压力要求。 展开更多

关键词 自适应供油 飞行姿态 飞行包线 入口燃油压力 仿真模型 直升机发动机

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拖拉机作业机组仿真试验台及其综合控制研究 被引量：5

19

作者 宗伯华 庞昌乐 鄂卓茂 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2004年第3期12-14,18,共4页

文中以拖拉机牵引作业机组为原型研制了拖拉机作业机组仿真试验台 ,用于拖拉机及其机组的智能化控制研究。并利用该物理模型进行了拖拉机作业机组的发动机负荷率、滑转率、作业阻力三参数的综合控制研究。研究结果表明该仿真试验台是研... 文中以拖拉机牵引作业机组为原型研制了拖拉机作业机组仿真试验台 ,用于拖拉机及其机组的智能化控制研究。并利用该物理模型进行了拖拉机作业机组的发动机负荷率、滑转率、作业阻力三参数的综合控制研究。研究结果表明该仿真试验台是研究开发拖拉机智能控制系统的有力工具 。 展开更多

关键词 拖拉机作业机组 仿真试验台 综合控制 物理模型 发动机负荷率 滑转率 作业阻力

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基于T-S模糊模型的小型汽油机恒转速控制

20

作者 邵金菊 魏民祥 温卫东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期5-9,共5页

汽油发动机具有非线性、多工况等特点,传统的增益调节方法很难保证发动机整个工作范围内恒转速控制的稳定性及性能要求。本文基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊理论,提出了一种系统化的模糊增益调节方法,并应用于某二冲程电喷汽油发动机的恒... 汽油发动机具有非线性、多工况等特点,传统的增益调节方法很难保证发动机整个工作范围内恒转速控制的稳定性及性能要求。本文基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊理论,提出了一种系统化的模糊增益调节方法,并应用于某二冲程电喷汽油发动机的恒转速控制器设计。建立了描述发动机非线性动态特性的T-S模糊模型。基于此模型,考查发动机转速的镇定问题,导出了具有H∞性能的控制律的存在条件及设计方法。非线性仿真结果表明,所设计的T-S模糊控制器满足小型无人直升机对发动机控制的抗干扰性、跟踪性及鲁棒性要求。 展开更多

关键词 无人直升机 汽油发动机 转速控制 T—S模糊模型 干扰抑制

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