航空电动燃油泵系统建模与控制研究

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1、中图分类号：V233.7论文编号：102870218-SZ028学科分类号：085210硕士学位论文航空电动燃油泵系统建模与控制研究研究生姓名李鑫专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师叶志锋教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonSystemModelingandControlofAviationElectricFuelPumpAThesisinAe

2、ronauticalEngineeringbyLiXinAdvisedbyProf.YeZhifengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018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

3、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在航空领域，多电航空发动机已经成为先进航空推进技术的重要发展方向之一。作为供油系统的主要部件，航空电动燃油泵对动力控制系统的性能影响重大。本文完成了航空电动燃油泵及其控制系统的建模，结合航空动力装置控制系统的需求对电动燃油泵的控制技术开展了研究。首先分析了航空电动燃油泵的工作原理和性能需求，研究了永磁容错电机的数学模型与调速原理，分析了齿轮泵的工作原理、供油流量特性以及主要性能参数。其次，本文以电机电流环为内环，燃油泵流量环

4、为外环设计了电动燃油泵的双闭环矢量控制系统，设计了PI控制器并整定了控制参数，研究了齿轮泵的瞬时流量脉动模型和实时动态扭矩计算方法，基于MATLAB/Simulink平台进行了电动燃油泵完整系统的建模与仿真，分析了系统供油特性。然后，结合先进控制理论，基于幂次变指数趋近律和动态切换面设计了新型滑模变结构控制器，基于BP神经网络设计了可在线整定控制参数的PI控制器，结合深度信念网络和滑模理论设计了可以在线调参的滑模控制器，并通过仿真研究了上述三种新型控制器的稳态特性、动态特性和鲁棒性。最后，介绍了所设计的电动燃油泵一体化结构，在实验室现有的实验平台上开展了PI和滑模两种控制器的

5、电机调速试验，验证了矢量控制系统的可行性和两种控制算法的特性。关键词：电动燃油泵，矢量控制，建模与仿真，流量特性，滑模控制，在线调参i航空电动燃油泵系统建模与控制研究ABSTRACTInthefieldofaviation,more-electricaircraftenginetechniquehasbecomeoneoftheimportanttrendsoftheadvancedaerospacepropulsiontechnology.Aviationelectricfuelpump,asthemaincomponentofthefuelsupplysystem,has

6、agreatinfluenceontheperformanceofthepowercontrolsystem.Inthisthesis,themodelofaviationelectricfuelpumpanditscontrolsystemwasbuilt.Accordingtotherequirementsoftheaeropowerplantcontrolsystem,thecontroltechnologyofelectricfuelpumpwasstudied.First,workingprincipleandperformancerequirementofthea

7、viationelectricfuelpumpwereanalyzed.Mathematicalmodelandspeedgoverningprincipleofthefault-tolerantpermanentmagnetmotorwerestudied.Analysisoftheworkingprinciple,fuelflowcharacteristicsandmainperformanceparametersofthegearpumpwasestablished.Next,inthisthes