基于零电压注入的航空电驱动用永磁电机系统零低速无位置传感器控制

针对航空电驱动系统零低速域高性能无位置传感器控制算法的需求,本文提出了一种基于零电压注入的无位置传感器控制策略。首先,针对传统高频注入法的高频噪声问题,引入随机高频信号代替传统信号,在估计的d轴中激励出与位置相关的响应电流。随后,对传统信号及随机高频信号的噪声产生与抑制机理进行理论分析;进一步分析死区效应对位置观测的影响,在随机高频信号注入基础上,额外注入零电压矢量,并设计死区补偿策略以抑制由死区效应所引起的位置观测误差。最后,通过MATLAB/Simulink验证了所提出无位置传感器控制策略的有效性。本文所提出的算法可实现零低速域的低噪声低谐波无位置传感器控制,对航空电驱动系统控制策略的设计具有参考价值。

建立航空发动机状态空间模型的修正方法

以阶跃输入响应进行模型的检验, 提出了状态空间模型的修正方法: 基于动态响应较好的状态空间模型, 进行其矩阵B, D, F, G的修正, 获得基于稳态修正的模型, 解决了航空发动机状态空间模型检验与修正的问题。仿真表明, 使用该方法修正的状态空间模型具有与原非线性数学模型完全一致的稳态响应和基本一致的动态过程响应。这种方法为航空发动机多变量数字电子控制器的设计奠定了强有力的基础。

基于FPGA的航空发动机电子控制器设计技术研究

基于FPGA的并行运行、可重配置以及采用软/硬件协同设计的技术特点,提出了一种基于FPGA的片内分布式航空发动机电子控制器设计方法。重点研究了FPGA内嵌处理器选型、硬件协处理器及同步数据总线设计等3个关键技术问题。在此基础上,基于Altera FPGA-EP2C35设计了控制器原理样机,并进行了硬件性能测试,结果表明该控制器设计方法在当前的技术条件下具有实施的可行性。所提出的发动机电子控制器设计方法有利于克服当前集中式电子控制器设计时存在的软件高度定制、可重用性差、并行实时任务开发难度大、开发效率低等缺点,降低了FADEC系统的全寿命周期费用。

基于TTCAN的燃气轮机分布式控制系统智能节点设计

TTCAN总线是一种基于事件和时间共同触发的数据总线,既有事件触发总线灵活性高、响应速度快的优势,也兼顾时间触发总线确定性强、稳定性高的优点。本文以Zynq-7000系列芯片为平台,设计了一种高集成度的燃气轮机分布式控制系统TTCAN智能节点。通过搭建燃气轮机分布式控制系统半物理仿真平台,验证了智能节点的通信可靠性、实时性,满足了燃气轮机分布式控制的应用需求。

带执行机构的航空发动机控制系统设计仿真

为探讨执行机构对航空发动机控制系统设计的影响,采用多变量H∞控制器设计方法进行了某型航空发动机中间状态控制系统的设计,利用数字仿真平台进行了有无执行机构时控制系统的对比仿真。结果表明,执行机构的加入能帮助控制器对控制量能量进行约束,同时,在控制量增大的方向上,控制系统具有很大的鲁棒稳定和鲁棒性能范围。

用LQG／LTR方法设计航空发动机多变量控制器

研究航空发动机多变量鲁棒控制器的设计方法。以某型涡轮喷气发动机为对象，利用差分法得到发动机的小偏离状态空间模型，计算了多种工况下的模型参数。利用ＬＱＧ／ＬＴＲ方法设计了发动机双变量鲁棒控制器，研究了该控制系统的指令跟踪、解耦、干扰抑制等性能。

一种变输入参数结构的多控制器协调工作设计

针对稳态控制器接替加速控制器以及稳态控制器之间相互接替工作的问题,提出了以输出反馈修正稳态控制器输入偏差的控制器小闭环结构方案解决第一个问题,考虑到多控制器接替工作的工程简单化,提出了一种以匹配通道增益为基础的变参数控制器结构的将输出选择变为输入偏差选择的鲁棒控制器的设计方法解决第二个问题。在所提出的两种简化的控制系统结构方案上,采用H∞设计的控制器进行了多控制器接替工作的仿真。仿真结果表明,这种方法能够在航空发动机控制系统中解决多控制器协调工作的工程实际应用问题。

基于改进滑模趋近律的航空发动机控制器设计

将多幂次滑模趋近律用于航空发动机控制,设计了基于滑模控制方法的航空发动机追踪控制器。针对多幂次滑模趋近律在航空发动机追踪控制中出现的高频振荡问题,提出了一种改进的多幂次滑模趋近律。基于改进多幂次滑模趋近律的追踪控制仿真表明,改进的多幂次滑模趋近律适用于航空发动机追踪控制,该方法不仅具备了多幂次滑模趋近方法响应速度快、鲁棒性好的优点,而且消除了控制中的高频振荡现象。

基于遗传算法的某型涡扇发动机数字PID控制器设计

在基于DSP平台的某型航空涡扇发动机综合电子调节器的数字化研究中,提出了一种改进遗传算法,并将其应用于数字PID控制器的参数整定过程中。仿真结果表明,该改进遗传算法相比于基本遗传算法及常规PID参数整定方法,控制器动态性能更为优越,可调整性更强。

最优调节器的一个逆问题

最优调节器的逆问题,是指已知某个具有未知定常扰动的线性定常系统和相对稳定性要求,寻求某个二次型性能指标,使得由相对稳定性要求确定的控制律对所构造的性能指标是最优的。1984年,Juang J C和Lee TT提出在规定域内进行极点最优配置的方法;1986年,Lee TT和Liaw G

面向对象的航空发动机电子控制器建模与仿真

为了模拟航空发动机电子控制器的结构和功能,根据1种典型的民用涡扇发动机数字电子控制器的硬件结构和工作原理,采用基于面向对象的建模方法,为航空发动机数控系统仿真平台FADEC Works搭建了数字电子控制器部件仿真类库,利用数字电子控制器部件仿真类库建立了双通道数字电子控制器模型,在FADEC Works仿真平台上与发动机模型进行了集成,构成了航空发动机闭环数控系统,并对搭建的双通道数字电子控制器模型进行了仿真和验证。结果表明:利用数字电子控制器部件仿真类库搭建的数字电子控制器模型能够模拟数字电子控制器的运行过程。该模型可应用于控制运行逻辑、故障诊断逻辑、通道切换逻辑的开发、集成、测试和验证。

满足二次稳定性的航空发动机H_∞控制器设计

对于一类输出矩阵存在结构参数摄动的对象， 提出了闭环系统满足二次稳定性的Ｈ∞输出动态反馈控制器的理论设计方法。随后进行了同时满足二次稳定及干扰抑制性能指标的Ｈ∞控制器设计，

基于VHDL步进电机控制器研制

本设计在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上，提出一种基于FPGA控制的步进电机细分驱动器。在该设计中利用硬件描述语言（VHDL）对步进电机控制器的各功能模块进行行为描述。在MAX＋plusⅡ下进行编译仿真，完成对步进电机控制器的设计。

高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 .

封严涂层冲击刮削力传感器的研制

本文介绍航空发动机封严涂层测试系统的关键元件一冲击刮削力传感器,以及该传感器的设计思想、选材和选形.测试结果表明该传感器具有优良的静、动态特性.

航空发动机双余度智能位置控制器设计

针对航空发动机工作环境的复杂性与其高可靠性要求,利用软件和硬件冗余的方法,提出了一种由DSP和双口RAM构成的基于CAN总线的双余度智能位置控制器。该位置控制器适用于航空发动机分布式控制系统,由两条通道互为监控备份,可靠性大为提高。实验证明,该控制器能够较好的实现对电液伺服阀-作动筒组合的位置控制,故障时能正确切换与报警。

无人机非线性动态逆控制器的设计研究

针对现代无人机上采用非线性飞行控制的趋势,概述了动态逆方法的发展、特点及应用。结合无人机飞行控制特点,基于奇异摄动原理,将无人机非线性运动方程分解为快慢不同的3个模态,采用动态逆方法设计了无人机非线性状态逆控制器,仿真结果表明,动态逆控制器能够较好地实现对无人机的跟踪控制。

航空发动机加力状态控制系统设计与仿真

根据航空发动机加力状态控制计划,进行了加力状态控制系统的控制逻辑设计,并在该型发动机控制系统数字仿真平台上进行了喷口及加力燃烧室燃油流量控制器的仿真研究。仿真表明,设计得到的控制逻辑是合理、可行的,可以应用于航空发动机加力状态控制系统的设计。

基于N-dot的涡扇发动机加速控制器设计

针对双转子民用涡扇发动机,进行基于转子加速度的加速控制器设计研究。采用常规的PI控制器结构,针对结构中所需的转子加速度指令,给出了1种满足要求的设计方法,并将PI控制参数的求解过程转化为带约束的非线性优化问题,利用模式搜索算法求解。构建包含稳态控制器和加速控制器的涡扇发动机闭环控制回路,进行加速过程仿真测试。结果表明:所设计的加速控制器满足涡扇发动机加速过程的性能要求,对于工程设计与应用具有一定的参考价值。