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双转子系统动静碰摩动力学研究与基于振动加速度的实验验证 被引量:4
1
作者 王南飞 蒋东翔 +1 位作者 韩特 徐洪志 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第14期71-76,97,共7页
基于航空发动机动静碰摩故障的特点,建立双转子系统动静碰摩的动力学模型。模型中充分考虑机匣与轮盘碰撞时的弹性变形、接触渗透及弹性阻尼支撑,应用Hertz接触理论和库伦模型,建立干摩擦情况下双转子系统动静碰摩故障时的运动微分方程... 基于航空发动机动静碰摩故障的特点,建立双转子系统动静碰摩的动力学模型。模型中充分考虑机匣与轮盘碰撞时的弹性变形、接触渗透及弹性阻尼支撑,应用Hertz接触理论和库伦模型,建立干摩擦情况下双转子系统动静碰摩故障时的运动微分方程。运用四阶经典Runge-Kutta法进行求解,得到碰摩故障下双转子系统的动力学响应。因为实际的航空发动机转子的振动位移不易获取,多是测得轴承座或者机匣的振动加速度,为了提取碰摩状态下轴承座振动加速度特征,建立双转子系统试验台,进行动静碰摩实验,从轴承座测量振动加速度,通过频谱分析和包络谱分析方法,分析了轴承座振动加速度信号中的碰摩特征。结果表明双转子系统动静碰摩时,可将两个激励源的倍频和组合频率成分作为航空发动机动静碰摩故障的典型特征。而且当两个振源的频率值相互接近到20%的时候,双转子系统拍振信号强度较大。动力学仿真和实验取得了很好的一致性,验证了所提出的双转子系统碰摩模型的正确有效性。 展开更多
关键词 双转子系统 动静碰摩 振动加速度 动力学分析 拍振 振动频谱 包络解调
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超燃冲压发动机研究现状及控制系统关键技术 被引量:8
2
作者 袁春飞 仇小杰 《航空发动机》 2016年第4期1-7,共7页
介绍了超燃冲压发动机的基本概念以及推进系统技术等关键技术,全面综述了近年来美国、俄罗斯、法国和国际合作等在超燃冲压发动机技术领域的新进展以及发展动态,分析了各国相关重点项目的技术发展以及工程进展,重点探讨了超燃冲压发动... 介绍了超燃冲压发动机的基本概念以及推进系统技术等关键技术,全面综述了近年来美国、俄罗斯、法国和国际合作等在超燃冲压发动机技术领域的新进展以及发展动态,分析了各国相关重点项目的技术发展以及工程进展,重点探讨了超燃冲压发动机控制系统关键技术,在此基础上对超燃冲压发动机的特点进行了总结,并对超燃冲压发动机的发展进行了展望。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 控制系统 关键技术 发展动态 临近空间
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一种应用于航空发动机全权限数字电子控制系统的解算器处理技术 被引量:2
3
作者 蒋文亮 王少永 +1 位作者 营笑 黄金泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期666-672,共7页
针对航空发动机全权限数字电子控制(FADEC)系统中解算器信号处理电路存在精度低、温漂大、响应慢、判象困难等缺点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的解算器处理技术,采用DDS激励、模拟积分器、象限判断器等实现信号的调制解调,采... 针对航空发动机全权限数字电子控制(FADEC)系统中解算器信号处理电路存在精度低、温漂大、响应慢、判象困难等缺点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的解算器处理技术,采用DDS激励、模拟积分器、象限判断器等实现信号的调制解调,采集误差不超过0.208‰,温漂不大于0.1‰,谐波干扰影响仅为0.03‰,响应速度达到两个周期以内,克服了激励和反馈相位差的影响,实现了四象限判断。 展开更多
关键词 航空发动机 全权限数字电子控制系统 解算器 调制解调
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自旋动力恢复过程涡轴发动机快速响应控制律对比研究 被引量:1
4
作者 华伟 邓宇 +1 位作者 张海波 黄金泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期749-757,共9页
针对直升机自旋过程中对动力快速安全恢复的问题,充分利用涡轴发动机气路中的导叶、涡轮放气控制,提出了两种涡轴发动机多回路多变量鲁棒控制规律,以实现自旋训练过程中发动机扭矩的快速响应,同时降低旋翼转子瞬态下垂量。采用保性能H2/... 针对直升机自旋过程中对动力快速安全恢复的问题,充分利用涡轴发动机气路中的导叶、涡轮放气控制,提出了两种涡轴发动机多回路多变量鲁棒控制规律,以实现自旋训练过程中发动机扭矩的快速响应,同时降低旋翼转子瞬态下垂量。采用保性能H2/H∞鲁棒控制算法,分别设计了基于燃油流量&压气机导叶调节,以及燃油流量&涡轮放气调节的具有快速响应能力的发动机转子转速控制规律,使得涡轴发动机在直升机自旋动力恢复过程中,在保证气动稳定安全的前提下,输出扭矩能够快速响应,且旋翼转子下垂量由常规燃油控制的5%下降至3%以内,并能够显著改善燃油动态特性。最后,通过数字仿真对两种控制方法进行了对比分析,得出了在工程应用中两者可能存在的优缺点。 展开更多
关键词 自旋动力恢复 涡轴发动机 快速响应 多变量控制
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高推重比发动机全权限数字电子控制系统研究和半物理仿真试验验证 被引量:8
5
作者 刘爱萍 姚华 《航空发动机》 2003年第1期23-26,共4页
以第4代战斗机的动力装置——高推重比发动机为控制对象,攻克了多项全权限数控系统的关键技术,完成了高推重比发动机数控系统总体方案设计和多变量控制技术的工程化研究,适合多变量控制、轻质量、小体积的电子控制器和轻质量、小体积的... 以第4代战斗机的动力装置——高推重比发动机为控制对象,攻克了多项全权限数控系统的关键技术,完成了高推重比发动机数控系统总体方案设计和多变量控制技术的工程化研究,适合多变量控制、轻质量、小体积的电子控制器和轻质量、小体积的机械液压装置的研制,以及高推重比发动机全权限数控系统的半物理仿真试验。 展开更多
关键词 推重比 发动机 仿真试验 全权限数字电子控制 半物理仿真
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航空发动机自适应模糊滑模控制方法的研究 被引量:5
6
作者 孙晖 刘尚明 邓奇超 《燃气轮机技术》 2016年第1期18-24,共7页
为使航空发动机在较广的运行条件下满足控制需求,采用四种不同的方法设计自适应模糊滑模控制器,用模糊控制逼近滑模切换控制项,并通过参数自适应律的设计,根据工况条件自动调整输出模糊集合中心。仿真比较了四种设计方法在航空发动机线... 为使航空发动机在较广的运行条件下满足控制需求,采用四种不同的方法设计自适应模糊滑模控制器,用模糊控制逼近滑模切换控制项,并通过参数自适应律的设计,根据工况条件自动调整输出模糊集合中心。仿真比较了四种设计方法在航空发动机线性模型稳态点的控制效果和转速跟踪性能。结果表明,间接自适应模糊滑模控制和采用三条模糊规则的自适应模糊滑模控制方法的系统响应快、超调量小、转速跟踪能力强,综合控制性能较好。 展开更多
关键词 航空发动机 自适应模糊滑模控制 自适应律 可调模糊集合中心 跟踪性能
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航空发动机模糊滑模控制方法的比较研究 被引量:2
7
作者 孙晖 刘尚明 《热力透平》 2016年第1期57-63,共7页
研究了航空发动机的模糊滑模控制方法,使航空发动机在较广的运行条件下满足控制需求。采用一维间接模糊滑模控制、二维直接模糊滑模控制这两种方法设计模糊滑模控制器,并通过仿真对比,分析了两种设计方法在航空发动机线性模型和用LPV建... 研究了航空发动机的模糊滑模控制方法,使航空发动机在较广的运行条件下满足控制需求。采用一维间接模糊滑模控制、二维直接模糊滑模控制这两种方法设计模糊滑模控制器,并通过仿真对比,分析了两种设计方法在航空发动机线性模型和用LPV建模法建立的非线性模型上的控制效果。仿真结果表明,二维模糊滑模控制方法具有响应快,对外界干扰不敏感,系统鲁棒性强且非线性跟踪效果好的优点,其控制效果优于一维模糊滑模控制方法。 展开更多
关键词 航空发动机 模糊滑模控制 鲁棒性 LPV建模 非线性仿真
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航空发动机自适应滑模控制方法的比较研究 被引量:2
8
作者 孙晖 刘尚明 邓奇超 《燃气轮机技术》 2015年第4期10-15,34,共7页
为了解决航空发动机参数随工况变化大、不确定性上界未知的控制问题,采用三种不同的方法设计自适应滑模控制器,通过参数自适应律的设计,使滑模控制增益随系统运行条件改变而变化。通过仿真比较了三种设计方法在航空发动机线性模型稳态... 为了解决航空发动机参数随工况变化大、不确定性上界未知的控制问题,采用三种不同的方法设计自适应滑模控制器,通过参数自适应律的设计,使滑模控制增益随系统运行条件改变而变化。通过仿真比较了三种设计方法在航空发动机线性模型稳态点的控制效果和转速跟踪性能。结果表明,采用第3种自适应滑模控制方法的系统线性响应迅速,超调小,转速跟踪能力强,波形基本无失真,综合控制性能最好。 展开更多
关键词 航空发动机 自适应滑模控制 不确定性上界 自适应律 跟踪性能
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基于滑模控制方法的航空发动机限制控制研究 被引量:1
9
作者 孙晖 刘尚明 《热力透平》 2016年第2期132-137,143,共7页
考虑到对航空发动机工作安全性和持久性的要求,采用基于滑模控制的航空发动机限制控制,将系统关键变量维持在允许的限制范围内。利用混合H_2/H_∞方法设计低选-高选滑模限制控制器,在CMAPSS线性化模型上仿真研究,并与基于线性调节器的... 考虑到对航空发动机工作安全性和持久性的要求,采用基于滑模控制的航空发动机限制控制,将系统关键变量维持在允许的限制范围内。利用混合H_2/H_∞方法设计低选-高选滑模限制控制器,在CMAPSS线性化模型上仿真研究,并与基于线性调节器的限制控制方法对比分析。结果表明,滑模限制控制方法不仅保证了系统的关键变量在过渡态期间始终维持在限制值以下,同时还确保了系统具有最优的响应效果和鲁棒性。 展开更多
关键词 航空发动机 滑模控制 限制控制 混合H2/H∞设计方法 线性调节器
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航空发动机应急控制研究综述
10
作者 陈小磊 郭迎清 张书刚 《航空发动机》 2015年第6期96-101,共6页
传统航空发动机控制器设计旨在满足整个服役期间正常使用,但在诸如飞机结构损伤、机场跑道损毁等紧急事件中,则期望发动机可以为飞机提供额外的性能,以增强飞机的可控性,提升机载人员生存能力。介绍了国内外航空发动机应急控制研究现状... 传统航空发动机控制器设计旨在满足整个服役期间正常使用,但在诸如飞机结构损伤、机场跑道损毁等紧急事件中,则期望发动机可以为飞机提供额外的性能,以增强飞机的可控性,提升机载人员生存能力。介绍了国内外航空发动机应急控制研究现状;根据飞机需求,分析增推力控制和快速响应控制2种应急控制模式及其实现方法,并对发动机运行风险及风险评估管理结构进行阐述;结合国内实际情况,建议开展飞/推综合仿真系统、精确机载模型、应急控制模式等方向的研究,以推动应急控制的实现。 展开更多
关键词 应急控制 增推力控制 快速响应控制 风险评估 航空发动机
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航空发动机数控系统液压机械装置仿真研究 被引量:5
11
作者 张东辉 《航空发动机》 2012年第2期5-10,共6页
以某型航空发动机数控系统液压机械装置的设计为例,分别采用了经典的仿真算法和专业仿真分析软件AMESi m对液压机械装置各部件进行了建模和仿真计算,并对2种算法所得结果进行比较,表明AMESi m仿真软件在液压机械装置仿真计算方面具有巨... 以某型航空发动机数控系统液压机械装置的设计为例,分别采用了经典的仿真算法和专业仿真分析软件AMESi m对液压机械装置各部件进行了建模和仿真计算,并对2种算法所得结果进行比较,表明AMESi m仿真软件在液压机械装置仿真计算方面具有巨大优势。 展开更多
关键词 数控系统 液压机械装置 航空发动机 AMESIM软件 仿真模型
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涡轴发动机动力涡轮转速控制回路方案研究 被引量:15
12
作者 杨征山 李胜泉 章霖官 《航空发动机》 2005年第2期46-50,共5页
比较分析了航空涡轴发动机动力涡轮转速回路的2种控制方案(单回路控制方案和串级控制方案)。针对单回路控制方案控制性能差、串级控制方案参数整定繁琐的缺点,提出了一种新的串级控制方案。试验结果表明,新的串级控制方案性能优于原来的... 比较分析了航空涡轴发动机动力涡轮转速回路的2种控制方案(单回路控制方案和串级控制方案)。针对单回路控制方案控制性能差、串级控制方案参数整定繁琐的缺点,提出了一种新的串级控制方案。试验结果表明,新的串级控制方案性能优于原来的2种控制方案的。 展开更多
关键词 航空涡轴发动机 动力涡轮 转速控制 转速控制回路 涡轴发动机 控制方案 控制性能 参数整定 单回路 串级
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超燃冲压发动机推力控制系统仿真研究 被引量:1
13
作者 崔曼曼 黄耀 《航空发动机》 2017年第1期17-20,共4页
超燃冲压发动机是最具发展潜力的高超声速飞行器动力装置,具备性能优良的推力控制系统才能保证飞行器的安全自主飞行。为了实现在不同马赫数下的推力特性数值分析,根据飞行坡面建立由前体、进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管组成的发动机... 超燃冲压发动机是最具发展潜力的高超声速飞行器动力装置,具备性能优良的推力控制系统才能保证飞行器的安全自主飞行。为了实现在不同马赫数下的推力特性数值分析,根据飞行坡面建立由前体、进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管组成的发动机模型,并通过发动机进、出口的气流动量变化来推算发动机推力。同时为保证推力系统的稳定,根据经典控制算法设计了燃油内环PD控制回路和推力外环PI控制回路。闭环仿真结果表明:该推力控制系统的控制效果良好,能较好地模拟真实控制回路。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 燃油控制 推力控制 发动机模型 航空发动机
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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
14
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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航空发动机主动稳定控制方法分析 被引量:7
15
作者 苏三买 吕烨 +1 位作者 黄顺炳 孙占恒 《航空工程进展》 2014年第1期7-11,共5页
主动稳定控制能够抑制压气机旋转失速、避免喘振,从而减小稳定裕度,扩大工作范围,使压气机性能得到最大发挥。针对航空发动机主动稳定控制关键技术,分析了以Moore-Greitzer模型为基础的压气机模型、模态控制与非线性控制两种主动控制方... 主动稳定控制能够抑制压气机旋转失速、避免喘振,从而减小稳定裕度,扩大工作范围,使压气机性能得到最大发挥。针对航空发动机主动稳定控制关键技术,分析了以Moore-Greitzer模型为基础的压气机模型、模态控制与非线性控制两种主动控制方法,在此基础上讨论了主动稳定控制方法存在的不足,并指出了压气机模型与主动稳定控制方法的未来发展方向,可为航空发动机主动稳定控制理论研究与工程应用提供有益的参考。 展开更多
关键词 压气机 主动稳定控制 压气机模型 控制方法 发展方向
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存在数据丢包的航空发动机分布式控制器设计 被引量:2
16
作者 宋军强 黄金泉 潘慕绚 《航空发动机》 2016年第5期8-13,共6页
考虑航空发动机分布式控制系统中丢包问题,开展系统建模和稳定性分析,提出了带输入积分的状态反馈控制器,根据Lyapunov稳定性定理和LMI获得了一定丢包上界下的控制器求解定理。基于该控制器提出某涡扇发动机分布式控制系统丢包增益重构... 考虑航空发动机分布式控制系统中丢包问题,开展系统建模和稳定性分析,提出了带输入积分的状态反馈控制器,根据Lyapunov稳定性定理和LMI获得了一定丢包上界下的控制器求解定理。基于该控制器提出某涡扇发动机分布式控制系统丢包增益重构补偿策略,并开展仿真研究。结果表明:基于增益重构的丢包补偿措施,保证了存在数据丢包的发动机分布式控制系统的性能和稳定性。 展开更多
关键词 分布式控制 数据丢包 输入积分状态反馈 线性矩阵不等式 航空发动机
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基于观测器的分段仿射离散系统H_∞控制
17
作者 杨征山 高亚辉 黄金泉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期817-823,共7页
针对分段仿射离散系统,提出一种基于观测器的H∞控制器设计方法。采用分段二次Lyapunov函数构造耗散不等式,以保证闭环系统的稳定性和H∞性能。通过椭球体近似逼近凸多面体形式的作用域,并借用奇异值分解技术处理矩阵等式约束,从而把H... 针对分段仿射离散系统,提出一种基于观测器的H∞控制器设计方法。采用分段二次Lyapunov函数构造耗散不等式,以保证闭环系统的稳定性和H∞性能。通过椭球体近似逼近凸多面体形式的作用域,并借用奇异值分解技术处理矩阵等式约束,从而把H∞性能指标最小化问题转化为线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)描述的凸优化问题,并运用LMI工具箱求解。最后通过仿真实例说明所提方法的可行性。 展开更多
关键词 分段仿射系统 分段LYAPUNOV函数 H∞性能 观测器 线性矩阵不等式(LMI)
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航空发动机数控系统的板级协同仿真
18
作者 江澄 孙健国 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期947-950,共4页
从工程应用的角度出发,结合航空发动机数控系统核心电路的特点,提出了数控系统处理器模块板级协同仿真的方法。建立了80386EX模型和特殊器件的高精度逻辑器件仿真模型,使模型与实际芯片特性相符,并具有可升级能力。编写处理器控制语言程... 从工程应用的角度出发,结合航空发动机数控系统核心电路的特点,提出了数控系统处理器模块板级协同仿真的方法。建立了80386EX模型和特殊器件的高精度逻辑器件仿真模型,使模型与实际芯片特性相符,并具有可升级能力。编写处理器控制语言程序,结合软件算法模型,解决了板级仿真模型完备性与运行效率的矛盾。通过核心机控制器CPU模块仿真过程,讨论了现代板级仿真方法在付诸实施时面临的问题及解决方法。仿真的处理器模块在实际运用中验证了所采用的设计思路的合理性及具体实施细节的正确性。 展开更多
关键词 板级 协同仿真 数控系统 处理器 处理器控制语言 高精度逻辑器件仿真模型
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航空发动机部件级模型实时性提高方法研究 被引量:8
19
作者 殷锴 周文祥 +2 位作者 乔坤 王鸿钧 黄金泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期199-206,共8页
基于大涵道比涡扇发动机部件级模型,从减少单次流路计算耗时和降低单步流路计算次数两方面研究提高模型实时性的方法。测试并分析了发动机各模块单步计算耗时,通过建立气体热力属性插值表,使模型单次流路计算耗时减少80%,在3.3GHz Intel... 基于大涵道比涡扇发动机部件级模型,从减少单次流路计算耗时和降低单步流路计算次数两方面研究提高模型实时性的方法。测试并分析了发动机各模块单步计算耗时,通过建立气体热力属性插值表,使模型单次流路计算耗时减少80%,在3.3GHz Intel CPU平台下模型单次流路计算耗时0.02ms,在168MHz STM32F407硬件平台下耗时1.55ms。研究了不同收敛残差对模型流路计算次数及仿真精度的影响。仿真结果表明:相比Newton-Raphson法,Broyden法流路计算次数更少;将迭代求解残差由0.0001调整至0.001或0.005,模型流路计算次数显著减少,低压转速仿真偏差在0.2%以内。 展开更多
关键词 涡扇发动机 部件级模型 实时性 流路计算 Broyden法
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航空发动机分布式控制通讯网络拓扑结构优化 被引量:3
20
作者 汤丽丽 宋军强 +1 位作者 潘慕绚 黄金泉 《航空发动机》 2015年第2期27-30,共4页
针对航空发动机分布式控制系统通讯网络拓扑结构的构架问题,建立航空涡扇发动机机匣模型,选取具有代表性的10个传感器作为控制节点开展研究。同时考虑发动机表面存在通讯总线不可通过区域,以及控制节点的工作可靠性因其重要程度存在差... 针对航空发动机分布式控制系统通讯网络拓扑结构的构架问题,建立航空涡扇发动机机匣模型,选取具有代表性的10个传感器作为控制节点开展研究。同时考虑发动机表面存在通讯总线不可通过区域,以及控制节点的工作可靠性因其重要程度存在差异的约束条件,利用遗传算法对航空发动机分布式控制系统通讯网络的拓扑结构进行优化设计。结果表明:优化过程简单,并且优化得到的通讯网络拓扑结构在满足约束条件的基础上线束总长度最短。 展开更多
关键词 分布式控制 拓扑结构 通讯网络 遗传算法 航空发动机
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