微型涡喷发动机直接推力控制研究

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1、中图分类号：V233.7论文编号：102870214-S049学科分类号：080703硕士学位论文微型涡喷发动机直接推力控制研究研究生姓名冯光宝学科、专业动力机械及工程研究方向系统控制与仿真指导教师徐建国南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一四年三月万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonDirectThrustControlofMicroTurbojetEng

2、ineAThesisinPowerMachineryandEngineeringbyFengGuangbaoAdvisedbyLecturerXuJianguoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2014万方数据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

3、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：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要传统微型涡喷发动机控制系统存在不能精确控制发动机实时推力、设计裕度大、发动机性能不能充分发挥等缺点，为此开展了微型涡喷发动机直接推力控制方法研究。以某型微型涡喷发动机为对象，进行了基于神经网络的推力估计器设计工作。通过大量台架实验获取样本数据，采用相关性分析法选择发动机转速、排气温度和油泵

4、供油量占空比信号作为输入参数，采用时间延时前馈型神经网络设计了推力估计器，测试表明其具有较好的推力估计效果。由于微发具有很强的非线性特性，采用常规PID方法难以实现对它的最优控制。为此，开展了模糊PID控制方法研究，采用模糊数学方法对控制参数进行实时整定。设计了带前馈的模糊自整定PID控制器，实现了微发推力的闭环控制。对该控制器进行了台架实验，实验结果表明其具有良好的控制性能。本文研究表明，采用人工神经网络设计推力估计器并将其应用于推力闭环控制的方法具有可行性。关键词：微型涡喷发动机，直接推力控制，人工神经网络，推力估计器，输入参数选择，模糊自

5、整定PID控制i万方数据微型涡喷发动机直接推力控制研究AbstractTraditionalcontrolsystemforMicroTurbojetEngine(MTE)cannotaccuratelycontrolthrustinrealtime,holdslargedesignmargin,cannotmakefulluseofMTE’sperformance.ThereforedirectthrustcontrolofMTEisresearched.WithacommercialMTEasresearchobject,athrustes

6、timatorbasedonneuralnetworkisdesigned.Alargequantityofsampledataisacquiredtotraintheneuralnetworkthroughrigtests.Threeparameters(enginespeed,exhaustgastemperatureandfuelsupplydutyratio)areselectedastheinputswithcorrelationanalysis.Andtimedelayedfeedforwardneuralnetworkischos

7、entodesigntheestimator.Testresultsshowthattheestimatorhasgoodperformance.MTEisdifficulttocontrolwithordinaryPIDmethodbecauseofnonlinearity.Forthisreason,fuzzyPIDcontrolmethodisstudied.PIDparametersareadjustedbyfuzzymathematicalmethod.Furthermore,afeed-forwardfuzzyself-tuning

8、PIDcontrollerisdesigned.Thusclosed-loopcontrolofMTEthrustisrealized.Atlast,