带推力变向涡喷发动机控制技术的研究及其应用论文

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1、中图分类号：TP273论文编号：102870312-S024学科分类号：081101硕士学位论文带推力变向的涡喷发动机控制技术研究及其应用研究生姓名沈雯学科、专业控制理论与控制工程研究方向计算机测试与控制指导教师盛守照副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一二年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonControlTechnolog

2、yofTurbojetEnginewithThrustVectoringandApplicationAThesisinControlScienceandEngineeringbyShenWenAdvisedbyAssociateProf.ShouzhaoShengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

3、及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文对带矢量喷管的微型涡喷发动机数字控制系统进行研究，包括微型涡喷发动机的工作机理、控制方案、控制规律、仿真平台、数字

4、控制系统的实现及推力变向技术在无人机系统中的应用。首先研究被控对象带矢量喷管微型涡喷发动机的工作过程，建立部件级模型，并通过数字仿真试验分析喷管偏转对发动机性能参数的影响；接着考虑涡喷发动机工作过程中外界和自身的限制因素，针对涡喷发动机转速的控制目标，制定控制方案，设计微型涡喷发动机转速的控制律，采用改进粒子群算法对控制器参数进行寻优；针对喷口控制目标，选取执行机构，设计控制回路，验证控制方法；引入模型参考自适应控制方法，设计了基于自适应控制的带矢量喷管的微型涡喷发动机转速控制回路；设计了发动机全权限数

5、字电子控制器，包括软件实现和硬件实现；最后将该发动机运用在某型无人机上，设计了半物理仿真试验，分析仿真需求，设计仿真平台的总体方案，硬件组成及软件实现，构成发动机在回路的半物理仿真；研究带推力变向技术的无人机的模型，研究控制回路，设计控制规律；通过半物理仿真实验验证了带矢量喷管的涡喷发动机在无人机上运用的可行性与优越性。带推力矢量的涡喷发动机运用前景较广，本文的研究成果为这类发动机的控制与其在无人机上的应用提供了有益的参考。关键词：微型涡喷发动机，矢量喷管，数学模型，控制系统，数字控制器，半物理仿真I带

6、推力变向的涡喷发动机控制技术研究及其应用ABSTRACTInthisthesis,digitalcontrolsystemofMicro-turbojetenginewithvectoringnozzleisstudied,Theworkingmechanismofmicro-turbojetengine,controlprograms,controllaw,simulationplatform,theimplementationofdigitalcontrolsystemandtheengineuse

7、dintheUAVsystemapplicationsarediscussed.Firstly,basedonthestudyoftheengineworkingprocess,thecomponentlevelall-variablemodelisestablished,inordertoverifythemodel,digitalsimulationisresearched,throughit,engineperformanceparametersaffectedbythenozzledeflect

8、ionisanalyzed.Thentomeetthecontrolobjectivesoftheengine,consideringthelimitationsoftheenvironmentofworkingprocessoftheengine,thecontrollawsaredesigned,andimprovedparticleswarmalgorithmisusedtooptimizetheparametersofPIDcont