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基于AMESim的涡扇发动机控制系统综合仿真 被引量:17
1
作者 任新宇 王建礼 赵小龙 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2816-2820,共5页
以AMESim为平台,采用模块化的设计方法,分别建立航空发动机、传感器、燃油系统、电子控制器和执行机构数学模型.将模块封装打包建立涡扇发动机控制系统模型库,并将之组成为完整的发动机及调节器系统综合仿真平台.以主燃油控制系统为例,... 以AMESim为平台,采用模块化的设计方法,分别建立航空发动机、传感器、燃油系统、电子控制器和执行机构数学模型.将模块封装打包建立涡扇发动机控制系统模型库,并将之组成为完整的发动机及调节器系统综合仿真平台.以主燃油控制系统为例,介绍了各仿真模块的建立过程,仿真结果表明,系统模型能反映各子系统之间的复杂集成和耦合关系,利用系统模型仿真进行组合优化能够有效提高系统性能. 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 AMESIM仿真 系统仿真 模块化建模方法
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航空发动机分布式控制系统不确定性鲁棒H_∞容错控制 被引量:11
2
作者 王磊 谢寿生 +2 位作者 彭靖波 孟祥恒 任立通 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期836-842,共7页
为减小不确定性对航空发动机分布式控制系统性能的影响,针对具有参数摄动、不确定时延、执行机构动态故障、外部噪声干扰四种不确定性的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H∞理论的容错控制方法。首先对系统不确定性进行数... 为减小不确定性对航空发动机分布式控制系统性能的影响,针对具有参数摄动、不确定时延、执行机构动态故障、外部噪声干扰四种不确定性的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H∞理论的容错控制方法。首先对系统不确定性进行数学描述,将不确定时延视为服从齐次Markov链分布的随机变量,将执行机构故障等效为存在均值和方差约束的随机变量,并在此基础上建立整个闭环系统的增广模型;其次证明了该增广模型保持均方渐进稳定且具备H∞性能的充分条件;最后利用线性矩阵不等式(LMI)理论给出闭环系统鲁棒H∞容错控制器的设计方法。仿真结果表明该方法能够保证控制系统均方渐进稳定,并对以上四种不确定因素具有鲁棒性,同时对于飞行包线其他各点具有较好的动态响应。 展开更多
关键词 航空发动机 分布式控制系统 不确定性 H∞容错控制 马尔可夫时延
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航空发动机先进控制概念和高稳定性发动机控制系统研制 被引量:6
3
作者 朱旭津 《燃气涡轮试验与研究》 2002年第3期5-10,共6页
简要介绍了近年来航空发动机控制概念和设计思想的发展趋势 ,着重分析说明了高稳定性发动机控制技术。高稳定性发动机控制技术的特点是将控制的重点放在单个部件上 ,通过减小部件稳定裕度要求或扩大部件稳定性工作范围来提高部件的性能... 简要介绍了近年来航空发动机控制概念和设计思想的发展趋势 ,着重分析说明了高稳定性发动机控制技术。高稳定性发动机控制技术的特点是将控制的重点放在单个部件上 ,通过减小部件稳定裕度要求或扩大部件稳定性工作范围来提高部件的性能并实现系统收益。飞行试验结果表明 ,这种控制方法可以较精确地估算和适应发动机进气道畸变并进行实时控制 ,降低了对设计失速裕度的要求 ,提高了发动机性能和稳定性。 展开更多
关键词 航空发动机 自动控制系统 控制算法 稳定裕度
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军用发动机控制系统技术分析及改进研究 被引量:9
4
作者 王兢 《国防科技》 2014年第3期36-39,46,共5页
控制系统是航空发动机的重要组成部分。文章对国外航空技术强国,特别是美国和俄罗斯的航空发动机控制系统技术的发展历程进行了分析,着重介绍了某发动机控制系统的技术特点。针对该发动机控制系统提出了数字化改进方案,可以有效减轻控... 控制系统是航空发动机的重要组成部分。文章对国外航空技术强国,特别是美国和俄罗斯的航空发动机控制系统技术的发展历程进行了分析,着重介绍了某发动机控制系统的技术特点。针对该发动机控制系统提出了数字化改进方案,可以有效减轻控制系统重量,挖掘发动机潜力,并提升发动机性能。从航空发动机控制系统的发展历程可以看出,全权限数字电子控制技术(FADEC)是航空发动机控制系统发展的必然趋势,会对航空技术的发展产生巨大的推动作用。 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 全权限数字电子控制
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航空发动机及其控制系统的建模与实时仿真技术 被引量:8
5
作者 张天宏 吴宋伟 《航空制造技术》 2020年第3期36-44,共9页
建模与仿真技术的应用,可以大幅度提高航空发动机自主研发效率和水平。首先概述航空发动机及其控制系统模型和仿真方法的分类,然后结合实例分别介绍航空发动机和控制系统的建模方法,重点介绍了控制系统的硬件在环和半物理实时仿真试验技... 建模与仿真技术的应用,可以大幅度提高航空发动机自主研发效率和水平。首先概述航空发动机及其控制系统模型和仿真方法的分类,然后结合实例分别介绍航空发动机和控制系统的建模方法,重点介绍了控制系统的硬件在环和半物理实时仿真试验技术,最后对航空发动机及其控制系统建模与仿真当前所面临的挑战进行了分析和展望。 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 建模 实时仿真
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基于MBD的商用航空发动机控制软件架构设计 被引量:8
6
作者 马恩 刘富荣 王鸿钧 《航空计算技术》 2013年第6期95-99,共5页
发动机全权限数控技术(FADEC)在商用航空发动机中广泛应用,软件是核心。基于模型设计(MBD)是FADEC软件开发的趋势,但考虑发动机电子控制器(EEC)硬件资源、扩展性等因素,对软件结构设计、MBD与非MBD接口定义等架构问题带来新挑战。在大... 发动机全权限数控技术(FADEC)在商用航空发动机中广泛应用,软件是核心。基于模型设计(MBD)是FADEC软件开发的趋势,但考虑发动机电子控制器(EEC)硬件资源、扩展性等因素,对软件结构设计、MBD与非MBD接口定义等架构问题带来新挑战。在大客发动机验证机电子控制器先期试验平台上,对基于MBD的发动机控制软件设计问题进行了研究,开展了基于MBD的软件架构设计、集成工作,验证结果表明,软件架构设计方案合理可行。 展开更多
关键词 民用航空发动机 控制系统软件 基于模型设计 架构设计
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某型航空发动机试车测控系统 被引量:8
7
作者 杨鲁峰 曾嵘 +1 位作者 王敏华 陶文典 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第8期137-139,共3页
采用PXI总线数据采集系统和PLC,基于虚拟仪器技术,设计了某型航空发动机试车台测控系统。采用触摸屏取代了传统的实物控制面板,并且多个控制界面可以随发动机状态自动切换;采用TCP/IP以太网通信协议,实现了PLC、串口设备以及工业控制计... 采用PXI总线数据采集系统和PLC,基于虚拟仪器技术,设计了某型航空发动机试车台测控系统。采用触摸屏取代了传统的实物控制面板,并且多个控制界面可以随发动机状态自动切换;采用TCP/IP以太网通信协议,实现了PLC、串口设备以及工业控制计算机之间的通信,将测试和控制信息融合在一起;详细分析了试车需求,实现了测量参数校准/标定,数据采集、监控、存储、分析处理,试车报表整理输出,试车工艺提示等多种功能。调试和运行表明,系统配置灵活、工作稳定可靠、操作简单、维护方便,完全满足某型航空发动机试车需要。 展开更多
关键词 航空发动机 试车 测控系统 PXI PLC
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不确定航空发动机分布式控制系统自适应滑模控制 被引量:8
8
作者 任立通 谢寿生 +2 位作者 王磊 苗卓广 彭靖波 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2032-2040,共9页
针对存在参数摄动、外部干扰的航空发动机不确定性分布式控制系统,在系统具有时变输入时延和干扰上界未知的情况下,设计了具有鲁棒性能的自适应滑模控制器。基于预测控制和矩阵奇异值理论,对初始的发动机离散分布式模型进行等效线性变换... 针对存在参数摄动、外部干扰的航空发动机不确定性分布式控制系统,在系统具有时变输入时延和干扰上界未知的情况下,设计了具有鲁棒性能的自适应滑模控制器。基于预测控制和矩阵奇异值理论,对初始的发动机离散分布式模型进行等效线性变换,得到不显含时延项的规范形系统模型,便于进行滑模面参数的求解;在给定的H_∞指标下,推导了滑模运动在非匹配不确定性作用下渐进稳定的充分条件,给出了线性矩阵不等式(LMI)形式的滑模面参数设计方法;最后,设计对干扰具有估计功能的自适应率,在此基础上提出自适应滑模控制器。仿真结果表明:所设计的控制器能够有效降低外部干扰对系统动态性能的影响,在所考虑的不确定性因素作用下,系统的滑模运动具有理想的H_∞性能。当外部干扰强度变化时,控制器的鲁棒性较好,状态收敛时间小于0.8s,且不存在抖振。 展开更多
关键词 航空发动机 分布式控制系统 自适应滑模控制 时延 不确定性
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压气机静子叶片转角主备控制器转换装置改进 被引量:8
9
作者 李杰 樊丁 +1 位作者 彭凯 尹飞佳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期935-941,共7页
为了确保某型航空发动机高压压气机可调静子叶片转角控制系统主备控制器转换的可靠性,对系统原有的控制器转换装置进行了改进,加入了新的转换机构.仿真计算结果表明,若数字电子控制器故障后,未按照预定要求输出0脉冲占空比,而输出了固... 为了确保某型航空发动机高压压气机可调静子叶片转角控制系统主备控制器转换的可靠性,对系统原有的控制器转换装置进行了改进,加入了新的转换机构.仿真计算结果表明,若数字电子控制器故障后,未按照预定要求输出0脉冲占空比,而输出了固定的非0脉冲占空比信号或随机的不可预测的脉冲占空比信号,原系统的正常工作将受到较严重的影响;而采用改进的转换装置后,系统的正常工作不受影响且能够实现主备控制器安全、平稳、快速地转换.对转换装置所做的改进改善了该控制系统的转换性能并提高了发动机工作可靠性. 展开更多
关键词 高压压气机可调静子叶片转角 航空发动机 控制系统 转换特性 转换装置
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航空发动机分布式控制系统时延/丢包鲁棒性分析 被引量:7
10
作者 李睿超 郭迎清 +1 位作者 姜彩虹 陈义峰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1441-1446,共6页
为了定量描述航空发动机分布式控制系统对于时延/丢包的鲁棒性,开展了分布式控制系统鲁棒性分析研究.针对能够同时刻画时延和丢包控制系统模型,以线性矩阵不等式的形式给出了稳定性判据;使用区域极点配置技术设计控制增益矩阵,并对极点... 为了定量描述航空发动机分布式控制系统对于时延/丢包的鲁棒性,开展了分布式控制系统鲁棒性分析研究.针对能够同时刻画时延和丢包控制系统模型,以线性矩阵不等式的形式给出了稳定性判据;使用区域极点配置技术设计控制增益矩阵,并对极点位于不同区域的闭环系统进行了时延/丢包稳定裕度的求解和验证;从时延/丢包鲁棒性及动态性能的角度对闭环极点的配置区域选取进行了探讨.仿真结果证实了该稳定性判据的有效性,进一步分析结果表明:当闭环极点被配置在-4附近时,系统具有最强的时延/丢包鲁棒性.综合考虑控制系统对于时延/丢包鲁棒性和动态性能的要求,可以将闭环极点配置在圆心在-8和-4之间、半径为1的圆盘区域内. 展开更多
关键词 航空发动机 分布式控制系统 鲁棒性分析 时延/丢包 区域极点配置
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小型航空发动机测控系统设计 被引量:6
11
作者 鹿麟 王少峰 《自动化技术与应用》 2013年第1期114-118,共5页
发动机测控系统用于测试发动机的各项性能参数,以便更好的完成航空产品设计。文章提出一种基于PLC硬件和OPC接口技术的小型航空发动机测控系统,实现了发动机测试过程中参数数据的实时采集、处理、存储以及油门舵机的控制。经过调试运行... 发动机测控系统用于测试发动机的各项性能参数,以便更好的完成航空产品设计。文章提出一种基于PLC硬件和OPC接口技术的小型航空发动机测控系统,实现了发动机测试过程中参数数据的实时采集、处理、存储以及油门舵机的控制。经过调试运行证明,该系统可靠性高、界面友好、扩展性强,满足了小型航空发动机测试的需要。 展开更多
关键词 小型航空发动机 测控系统 PLC OPC接口技术
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国外高空模拟试车台控制系统技术发展 被引量:6
12
作者 王曦 朱美印 +2 位作者 张松 但志宏 裴希同 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2017年第6期49-55,共7页
研制高性能燃气涡轮发动机需要先进的高空模拟试车台(以下简称高空台)验证设备。国外高空台模拟技术的研发经历了从常规高空性能试验模拟到畸变进气条件下超机动飞行性能试验模拟,其中所采用的高空台数字仿真技术能够对高空台控制系统... 研制高性能燃气涡轮发动机需要先进的高空模拟试车台(以下简称高空台)验证设备。国外高空台模拟技术的研发经历了从常规高空性能试验模拟到畸变进气条件下超机动飞行性能试验模拟,其中所采用的高空台数字仿真技术能够对高空台控制系统方案的可行性提供评估,同时还可规避新建高空台的技术风险,缩短建设周期,优化设计方案。以美国阿诺德工程发展中心(AEDC)高空台和德国斯图加特高空台(SATF)为代表,对高空台控制系统的结构、原理、功能、性能进行了分析,重点剖析了高空台数字仿真技术,可为我国高空台技术发展提供有价值的参考。 展开更多
关键词 航空发动机 高空模拟试车台 控制系统 飞行环境模拟 建模 仿真
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小型涡扇发动机燃油控制半物理仿真试验系统 被引量:6
13
作者 李跃跃 李伟 赵琳 《燃气轮机技术》 2015年第4期42-47,共6页
为了对发动机控制系统进行考核,建立了某小型涡扇发动机燃油泵调节器及数字式电子控制器(ECU)的实验室工作环境,可模拟发动机在高温、低温和正压、负压环境下的控制系统特性。通过422总线技术和虚拟仪器技术,将运行于计算机上的基于辨... 为了对发动机控制系统进行考核,建立了某小型涡扇发动机燃油泵调节器及数字式电子控制器(ECU)的实验室工作环境,可模拟发动机在高温、低温和正压、负压环境下的控制系统特性。通过422总线技术和虚拟仪器技术,将运行于计算机上的基于辨识的数学模型、数字电子控制器和燃油泵调节器等连接,组建了某小型涡扇发动机燃油综合控制半物理仿真试验系统。对该涡扇发动机的试验结果表明:该半物理仿真试验系统能够有效地模拟该型发动机各个工况下的稳态和动态控制过程,为该型号燃油泵调节器和数字电子控制器的研制提供了试验支持。 展开更多
关键词 涡扇发动机 半物理仿真试验系统 燃油控制系统
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航空发动机分布式控制系统指数稳定性分析 被引量:6
14
作者 彭靖波 谢寿生 +1 位作者 武卫 孙冬 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2362-2367,共6页
建立具有时延与数据包丢失的航空发动机分布式控制系统模型,模型为一类异步动态系统,基于Lyapunov第二法和线性矩阵不等式方法推导了系统的指数稳定性判定定理,根据该判据可以得到分布式控制系统的指数稳定意义下的状态反馈控制律,数字... 建立具有时延与数据包丢失的航空发动机分布式控制系统模型,模型为一类异步动态系统,基于Lyapunov第二法和线性矩阵不等式方法推导了系统的指数稳定性判定定理,根据该判据可以得到分布式控制系统的指数稳定意义下的状态反馈控制律,数字仿真说明了该判据的有效性. 展开更多
关键词 航空发动机 分布式控制系统 时延与数据包丢失 稳定性 Lyapunov第二法 线性矩阵不等式
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具有网络调度的航空发动机分布式控制系统协同容错控制 被引量:6
15
作者 王磊 谢寿生 +2 位作者 苗卓广 彭靖波 任立通 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1164-1170,共7页
为解决航空发动机分布式控制系统中网络参数与控制性能之间的冲突问题,提出了一种基于线性矩阵不等式理论的网络参数与保成本容错控制器协同设计方法。建立MEF-TOD调度协议作用下状态变量和控制变量的传输特性;将采样周期和数据包容量... 为解决航空发动机分布式控制系统中网络参数与控制性能之间的冲突问题,提出了一种基于线性矩阵不等式理论的网络参数与保成本容错控制器协同设计方法。建立MEF-TOD调度协议作用下状态变量和控制变量的传输特性;将采样周期和数据包容量作为未知量引入航空发动机分布式控制系统的建模过程,得到调度协议约束下的网络参数与控制系统参数联合模型;给出联合闭环系统渐进稳定且存在成本函数上界的充分条件,并给出了网络参数与控制器增益的具体求解步骤。仿真结果显示,控制器与网络参数的协同设计方法能够求解出最优采样周期和数据包容量,据此得到容错控制器能够使航空发动机分布式控制系统在发生主动丢包故障的情况下,联合闭环系统渐进稳定,且低压转子转速超调量降低了80%,参数摆动降低了66.7%,保证控制器动态性能最优。 展开更多
关键词 航空发动机 分布式控制系统 网络调度 网络参数 协同容错控制
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航空发动机导流叶片角度调节参数变化故障分析 被引量:6
16
作者 范世新 黄猛 郑明 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2013年第4期48-50,共3页
某型发动机低压压气机进口导流叶片角度α1,其电子调节部分执行机构电磁活门的占空比(Sα),在整个调节过程中是起关键作用的重要参数,但在台架试车过程中曾多台次出现在不同次检查时Sα数值变化的故障。通过对α1主调节系统工作原理的... 某型发动机低压压气机进口导流叶片角度α1,其电子调节部分执行机构电磁活门的占空比(Sα),在整个调节过程中是起关键作用的重要参数,但在台架试车过程中曾多台次出现在不同次检查时Sα数值变化的故障。通过对α1主调节系统工作原理的深入分析,确定试车中Sα变化故障是由于燃油调节机构掺混入空气所致,并得到试车验证。本研究对发动机试车中类似故障的排除具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 航空发动机 进口导流叶片角度 调节系统 占空比 带衬筒活塞
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基于平滑切换策略的航空发动机转速调节控制设计 被引量:6
17
作者 赵静怡 石岩 +1 位作者 吴玉虎 孙希明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期332-339,共8页
针对航空发动机控制系统,为了提高模型的精度以及解决切换控制带来的控制信号突变问题,建立了一种基于平衡流形展开模型(EME)和线性化模型的切换模型,并提出一种基于模糊控制和智能算法的平滑切换控制策略。首先,考虑到平衡流形展开模... 针对航空发动机控制系统,为了提高模型的精度以及解决切换控制带来的控制信号突变问题,建立了一种基于平衡流形展开模型(EME)和线性化模型的切换模型,并提出一种基于模糊控制和智能算法的平滑切换控制策略。首先,考虑到平衡流形展开模型的辨识误差使稳态精度有所下降,而线性化模型具有很好的稳态精度,结合平衡流形展开模型和线性化模型各自的优点建立了切换模型以提高模型精度。然后,针对各子模型分别设计了镇定控制器。进一步,为了避免控制信号的突变对系统造成危害,提出一种基于模糊控制和智能算法的平滑切换控制策略。最后,通过仿真进行验证。结果表明,所得到的切换模型状态误差相比单一EME模型减少6%,比单一线性化模型减少22%;所提出的平滑切换控制策略能够在保证控制信号平滑过渡的同时提高系统的输出性能。 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 控制策略 转速调节 模糊控制 智能算法
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航发叶片数字化生产线管控执行系统研究与实现 被引量:6
18
作者 张明德 杨文科 +1 位作者 谢乐 谭依泞 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期11-18,共8页
随着航发叶片数控砂带磨削技术的成熟和工业互联网技术的不断发展,将企业拥有的大量独立运行的磨削智能单元改造成智能化生产线是当前发展方向,而生产线数字化是智能化生产线的前提。根据工艺要求设计生产线功能和异构设备以进行信息采... 随着航发叶片数控砂带磨削技术的成熟和工业互联网技术的不断发展,将企业拥有的大量独立运行的磨削智能单元改造成智能化生产线是当前发展方向,而生产线数字化是智能化生产线的前提。根据工艺要求设计生产线功能和异构设备以进行信息采集,构建航发叶片磨削生产线管控执行系统信息采集框架,建立生产线过程控制数学模型,最后进行调试验证。该管控执行系统已经应用于某航空公司叶片制造车间,并取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 航发叶片 数字化 生产线 异构设备 信息采集 生产线调度 管控执行系统
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试车台标准化测控系统设计与实现 被引量:5
19
作者 杜建红 乔黎 +1 位作者 孙朝辉 王立清 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第3期132-135,139,共5页
提出航空发动机整机地面试车台测控系统建设标准化的概念,论述了标准化测控系统的软硬件架构,介绍了测控、监视、网络、通信、数据分析等方面的基本内容。详细阐述了测控系统标准化建设的意义。试车台测控系统硬件的标准化,可大大降低... 提出航空发动机整机地面试车台测控系统建设标准化的概念,论述了标准化测控系统的软硬件架构,介绍了测控、监视、网络、通信、数据分析等方面的基本内容。详细阐述了测控系统标准化建设的意义。试车台测控系统硬件的标准化,可大大降低试验对设备的依赖度,降低设备运行对人员的依赖性,有效减少试验中潜在技术风险,降低试验成本。标准化的软件系统也为试验信息管理平台(TDM)建设打下良好的基础。 展开更多
关键词 航空发动机 试车台 测控系统 标准化
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一种发动机喷口面积控制系统仿真研究方法 被引量:5
20
作者 李杰 李娜 +1 位作者 张立伟 李刚 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第6期111-114,206,共5页
航空发动机尾喷管喉部面积控制系统是实现航空发动机能量转化的重要部件,但其工作过程较为复杂,且具有强非线性特性,直接建立精确可靠的系统数学模型具有很大困难。针对上述问题,依据控制系统主要部件的工作机理、大量的设计数据和试车... 航空发动机尾喷管喉部面积控制系统是实现航空发动机能量转化的重要部件,但其工作过程较为复杂,且具有强非线性特性,直接建立精确可靠的系统数学模型具有很大困难。针对上述问题,依据控制系统主要部件的工作机理、大量的设计数据和试车数据,提出了一种尾喷管喉部面积控制系统的建模仿真方法。仿真结果表明,所建立的数学模型可较为精确地模拟尾喷管喉部面积控制系统的工作过程,各项参数变化符合其工作原理,所设计的控制系统能顺利完成发动机尾喷管喉部面积的精确控制,所建数学模型具有较高的置信度。所提出的建模仿真方法可为相关产品的调试及改进提供有益的参考。 展开更多
关键词 航空发动机 尾喷管喉部面积 控制系统 数学模型
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