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文檔簡介
1、重型運輸直升機飛行速度快、運載量大、飛行能力強,不僅是一種良好的兵員和軍事裝備運載工具,而且在非軍事應用領域,也占據(jù)著舉足輕重的地位。而三轉(zhuǎn)子發(fā)動機因其功率較大,性能良好,較適合裝備于重型運輸直升機,但國內(nèi)尚未見有關三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機建模和控制方面的研究。本文圍繞直升機/三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機綜合模型的建立及其控制系統(tǒng)的設計開展研究工作。
首先,運用部件特性修正的方法得出三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機的部件特性,建立穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的平衡方程。選取合適的
2、初猜值,對模型進行求解,完成三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機數(shù)學模型的建立工作。并對直升機旋翼模型進行了修正,建立了直升機/三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機綜合模型。
其次,研究了三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機的魯棒控制方法。設計了ALQR(增廣線性二次型調(diào)節(jié)器)控制器,通過將誤差增廣為系統(tǒng)的狀態(tài)量,利用LQR的狀態(tài)調(diào)節(jié)能力,使得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。設計了基于LMI(線性矩陣不等式)的H2/H∞控制器,將總矩作為干擾信號建模,利用H∞的干擾抑制能力,并通過構造輸出方程將系
3、統(tǒng)的LQ指標轉(zhuǎn)化為H2指標,形成標準的H2/H∞問題,獲得了具有魯棒跟蹤和干擾抑制能力的控制器。通過數(shù)字仿真驗證了兩種算法的有效性。
最后,研究了三轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動機的綜合控制方法。針對主旋翼扭矩變化對功率渦輪轉(zhuǎn)速的干擾,研究了旋翼扭矩預測及前饋控制技術。實現(xiàn)了基于SVM(支持向量機)算法的扭矩預測技術,提出了基于ELM(極端學習機)的扭矩預測方法。設計了基于內(nèi)模原理的功率渦輪轉(zhuǎn)速控制器,將輸入信號的內(nèi)模直接加入控制器,通過極點配
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