基于多项式平方和规划的涡扇发动机切换控制

针对航空发动机动态特性随飞行状态和飞行条件的变化范围大,单一控制器很难保证全包线内控制效果的问题,在航空发动机LPV模型基础上提出1种平滑过渡的切换控制方法。该方法根据发动机进口条件对飞行包线区域进行划分,按照多项式平方和规划理论以及平滑过渡切换律求取各子区域的Lyapunov函数及LPV控制器。在某型涡扇发动机上进行仿真验证,结果表明:所设计的切换LPV控制器在不同高度、马赫数和转速条件下均具有良好的性能和控制精度,可以实现平滑切换。

多项式LPV模型的航空发动机变增益切换控制研究

现有的航空发动机变增益控制器设计多将非线性系统表述为仿射参数依赖形式的LPV系统,在工作状态变化对系统参数特性变化影响较大的情况下存在精确度和保守性问题。为此,提出一种将被控对象表述为更精确的参数多项式依赖形式的LPV模型,并基于多项式平方和规划方法和切换控制相结合,进行鲁棒变增益控制器综合。这种方法考虑航空发动机高压转子转速大范围变化情况,在不同设计点设计具有公共Lyapunov函数的子系统控制器,再根据gap-metric计算子系统间广义距离进行切换控制,从而保证发动机在不同高度和马赫数下都具有良好的控制效果。仿真实验表明,在航空发动机不同转速下,都具有良好的性能和控制精度,并能够实现在包线内不同高度和马赫数下,有效对目标进行变增益控制。