基于ARM的电阻炉炉温控制系统设计

在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足制造器件的需求。电阻炉在金属热处理中具有较为广泛的应用,是进行金属锻压加热、烧结的重要工业设备。电阻炉温度控制多采用自动化控制系统,实现智能化管理,保证炉温的均匀度以及零件温度的均匀性,提高生产的可靠性和稳定性。从电阻炉温度控制的难点入手分析,结合电阻炉温度控制系统的设计原则,提出一种基于ARM处理器的电阻炉炉温控制系统设计方案,能够提高电阻炉温度控制的精度,保证工业生产的稳定性。

轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析

轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律。结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025。仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据。

一种喷口控制的多目标约束设计方法

为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外环协调控制的设计目标准则,提出一种喷口控制的多目标约束的差分进化内外环控制参数自整定优化设计方法,在双转子涡扇发动机非线性模型上进行闭环控制系统仿真验证。结果表明:在飞行高度从0增加到10 km、飞行马赫数从0加速到0.9的起飞和爬升状态进入加力过程以及平飞中保持飞行马赫数不变的关断加力过程中,发动机未出现喷口摆动等现象,涡轮落压比最大相对误差不大于1.5%,喷口闭环控制系统具有期望的伺服跟踪和抗飞行条件变化干扰能力。

基于自适应模糊控制的空气源热泵温度控制系统

设计了一种空气源热泵干燥控制系统,以自适应优化后的模糊控制为控制算法,使干燥过程维持在设定的温度范围内;通过对该控制算法在Simulink上进行仿真,发现其拥有较低的超调温度、较少的温度趋稳时间和较小的震荡.

基于SVR的X型发动机传感器故障诊断研究

利用基于回归型支持向量机(SVR)的诊断方法,设计了某型涡扇发动机传感器常见故障诊断系统,实现了传感器故障隔离与信号重构.通过发动机试车数据对SVR进行训练,以传感器的偏置故障、冲击故障和漂移故障为例,用MATLAB语言进行了计算机仿真验证.结果表明:基于SVR的传感器故障诊断具有精确度高,实时性强的特点,是一种很好的传感器故障诊断方法.

某型弹用涡喷发动机启动加速控制规律设计

为满足某弹用涡喷发动机大空域风车启动加速要求,分析了发动机控制系统原控制方案的局限性,通过引入新的控制输入参数提出了新的控制方案,进行了涡喷发动机新方案控制规律研究和设计。通过地面台架与高空模拟台验证试验结果表明,新方案控制规律满足发动机大空域风车启动加速要求,新控制方案是切实可行的,某涡喷发动机数字电子控制系统控制规律设计一次成功。

航空发动机鲁棒H_∞/PI状态反馈控制

针对航空发动机模型的不确定性问题,在二次稳定且由干扰到被控输出的闭环传递函数的H∞范数约束下,可获得等效的确定性系统,将参数化的H∞状态反馈控制器中的2个自由参数用PI结构进行约束,提出了一种鲁棒H∞ PI型控制器的设计方法,在建立的SIMULINK仿真结构平台上进行了鲁棒性能验证。

某型航空发动机FADEC系统设计与仿真

随着飞机对发动机的性能要求越来越高,功能要求越来越多、越来越复杂,使得发动机的控制规律越来越精细,控制作用参数不断增加,导致航空发动机的相关控制系统越来越复杂。传统的机械液压式控制器无法满足当前的多参数、高精度控制的技术要求。为了获得一种具有高速运算、高精度、高可靠性并且能够实现现代控制理论中各种复杂而先进的控制算法的控制器,根据某型核心机的研究任务以及技术要求和设计思想,提出了该型核心机(航空发动机的)FADEC系统的总体设计方案,并在MATLAB下的Simulink建立了相关装置的数学模型并进行了数字仿真。仿真结果表明,所设计的FADEC系统能够提高该型发动机核心机的主要控制变量的控制精度,实现容错控制、状态监视和发动机超温、超转、喘振等各种功能保护,能够满足该核心机的控制要求,具有一定的实际应用价值。

微型涡喷发动机数字控制实时半物理模拟试验系统

本文以某微型涡喷发动机为工作对象 ,采用 80 98单片机作数字控制器 ,计算机当作模型发动机 ,具体介绍了数控半物理模拟试验系统概述、发动机数学模型建立、系统硬件总体设计、自适应模型跟随控制器及其软件设计 ;在此基础上建立了发动机数控实时半物理模拟试验系统并进行试验 ,结果证明 :所设计的系统能实时地反映控制系统作用下的真实试车过程。

一种基于LMI的航空发动机输出反馈PI控制

基于LMI(LinearMatrixInequality,线性矩阵不等式),提出一种航空发动机PI输出反馈控制器设计方法。利用被控对象中控制向量2范数上界的限制,提出了一种改进ILMI(IterativeLMI)算法,用于解决控制受约束的航空发动机PI控制器的一种LMI描述求解问题。以某型双转子涡喷发动机为被控对象,基于LMI进行了PI输出反馈控制器的设计,并分区域在飞行包线进行了航空发动机控制系统仿真验证。结果表明,所得控制器满足预期设计要求,同时具有一定鲁棒性。

涡扇发动机主燃油流量监控模型的建立及验证

单发飞机装配新型发动机试飞具有较高的风险,作为发动机重要性能参数的燃油流量,可在一定程度上反映发动机的潜在故障。为确保某型涡扇发动机飞行试验安全,需对发动机主燃油流量建立监控模型。利用地面台架试验数据,结合主燃烧室喷嘴和主燃油计量装置的工作特性,建立了主燃油流量监控模型,并与装机后的地面试验数据进行对比。结果表明,该监控模型有较高的准确性和通用性,能及时发现发动机可能存在的问题和故障,确保飞行试验安全。

采用内积原理建立航空发动机神经网络辨识模型

根据样本空间的内积特性，提出一种无需迭代学习内积神经网络。以某型航空发动机的机载记录数据为例，对发动机进行了建模，结果表明该方法具有自学习速度快、抗干扰能力强、准确性高的特点。

某微型涡喷发动机数控系统研制

介绍了某微型发动机数控系统的研制技术,以及在供油装置设计中所体现的微发数控系统的特点。对该数控系统的总体设计、供油装置设计、控制器设计技术进行了分析,并给出了该系统与发动机的匹配试验结果。该研究结果对设计数控系统具有较好的借鉴和参考作用。

RQL模型燃烧室流动场的数值研究

研究低污染燃烧富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧(RQL)技术,根据其技术关键点设计初步的模型燃烧室。并对孔位置和淬熄段的流动面积对流场影响进行数值模拟,同时根据模拟结果对燃烧室进行了优化设计;得出孔位置在z=100mm到120mm处较好,缩颈结构有利于NOx减低。计算中入口边界参数采用质量流量入口,考虑了湍流化学反应、热辐射等模型。

涡轴发动机EMS振动监测技术研究

振动监测是发动机监测系统(EMS)的重要组成部分,目前涡轴发动机EMS振动监测技术研究已引起广泛的关注。本文从涡轴发动机EMS振动监测技术的研究现状和研究意义出发,就涡轴发动机EMS振动监测发展中的有关技术问题进行了讨论,并提出了一些建议。

发动机数控系统含实物电子仿真

发动机数控系统含实物电子仿真是用真实的数字控制器与发动机实时数学模型构成闭环仿真系统，控制器接口所需要的各种传感器信号及机械液压供油装置和喷口控制装置由电子模拟，从而为数字控制器提供基本运行环境。本文研究了发动机数控系统的控制规律和控制逻辑，检测了数字控制器软件硬件的工作性能，表明含实物电子仿真试验具有试验成本低、风险小等特点，是发动机数字控制器研制过程中一个重要环节。

基于条件判断准则的涡扇发动机限制保护控制器优化设计

为了降低涡扇发动机控制逻辑中最小-最大选择结构的保守性,更高效地利用现有的安全裕度,提出一种基于条件判断准则的涡扇发动机限制保护控制器优化设计方法。通过对发动机关键输出变量进行条件主动判断,来决定限制保护控制器是否处于激活状态。其中,条件判断模块中的边界阈值采用智能优化算法-粒子群算法使其在给定的边界内搜索出合理可靠的最优值。基于某型涡扇发动机控制系统仿真平台进行计算机数值仿真,仿真结果表明:该优化方法有效地降低了最小-最大选择结构的保守性,在保持所有必要的安全极限情况下,推力响应速度得到了有效提高。其中,传统线性控制器的响应时间为4.7 s,而基于条件判断准则的限制保护控制器的响应时间则为3.8 s,缩短了近20%,控制系统的保守性得到了有效降低。

涡喷发动机伺服跟踪控制

为解决双转子涡喷发动机多变量系统的控制问题,采用了输入变换和状态反馈的方法,并对解耦后的系统设计了伺服跟踪控制器。SIMULINK仿真验证表明控制系统在允许的模型摄动范围内具有一定的鲁棒伺服性能。

燃烧室柱部直径对脉动发动机工作特性的影响研究

建立了直接测量Helmholtz型脉动发动机燃烧室内气流压力的压力测试系统,应用该系统可实时监测发动机内气流脉动情况。研究了燃烧室柱部直径对燃烧室内气流压力波形、发动机的工作频率、燃油消耗率和过量空气系数等参数之间的影响关系。结论为在所研究的燃烧室柱部直径变化范围内,燃烧室柱部直径的变化对这些参数的影响并不明显,而油门开度对这些参数的影响却较大。

航空发动机多变量三层神经网络控制

提出了一种发动机多变量神经网络控制方法。采用三层前向神经网络对非线性项进行补偿，神经网络权重自适应律采用在线学习算法。控制系统的设计不需要知道精确模型，适应于全飞行包线。仿真研究表明发动机多变量神经网络控制具有良好的动、静态性能。