小型航空發(fā)動機傳感器容錯控制技術(shù)研究.pdf

1、某型導(dǎo)彈用小型航空發(fā)動機工作過程中，高壓壓氣機后絕對壓力傳感器對于發(fā)動機起動、加速性能起到關(guān)鍵作用。近年的批量生產(chǎn)表明，絕壓傳感器發(fā)生故障多、概率大。因此，非常有必要考慮絕壓傳感器的冗余設(shè)計，以保證傳感器故障失效情況下發(fā)動機也能安全工作，從而提高可靠性。
　　 本文結(jié)合工程實際需求，針對某小型航空發(fā)動機高壓壓氣機后氣流壓力(P2)傳感器容錯控制問題，從傳感器的硬件冗余、軟件冗余及容錯控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真方面展開了深入研究。

2、　　 根據(jù)硬件冗余的特點，結(jié)合型號發(fā)動機情況，采用雙冗余方式，即采用對稱布置的2個壓力傳感器來測量高壓壓氣機后空氣絕對壓力。根據(jù)統(tǒng)計理論，應(yīng)用了“虛方差”的概念，并基于此應(yīng)用了一種新的傳感器數(shù)據(jù)融合算法--基于虛方差的自適應(yīng)加權(quán)融合算法。對不同測量信號、不同類型傳感器故障情況做了大量仿真，檢驗了本文融合算法的準確性和較強容錯性。基于軟件冗余原理，利用發(fā)動機平衡流形模型建立了發(fā)動機高壓壓氣機后氣流壓強P2傳感器測量信號UP2的估計模型，

3、以提供對實際P2傳感器測量值的冗余信息。綜合硬件冗余和軟件冗余的特點，設(shè)計了一種新的P2傳感器容錯控制方案。將實際傳感器與虛擬傳感器整合計算，使硬件冗余和軟件冗余有機結(jié)合，而不是簡單串連。依據(jù)基于傳感器FDIA分析基本原理，研究和設(shè)計了該型航空發(fā)動機P2傳感器容錯控制方案，給出了傳感器故障檢測、隔離與重構(gòu)原理，并建立了P2傳感器容錯控制系統(tǒng)仿真模型。對大量典型故障進行了仿真實驗研究，容錯性能仿真結(jié)果表明，P2傳感器容錯控制方案能夠有效為