航空发动机分布式控制时延系统稳定性及鲁棒控制方法研究

《航空发动机分布式控制时延系统稳定性及鲁棒控制方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V233.7论文编号：102870215-S115学科分类号：082502硕士学位论文航空发动机分布式控制时延系统稳定性及鲁棒控制方法研究研究生姓名高大伟学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向系统控制与仿真指导教师潘慕绚副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一四年十二月万方数据万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchontheStabilityandRobustControlMethod

2、ofDistributedTimeDelaySystemofAero-EngineAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyGaoDaweiAdvisedbyAssociateProfessorPanMuxuanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2014万方数据万方数据承诺书本人声明所呈交的博/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

3、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：万方数据万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要航空发动机分布式控制系统的发展带来优越性的同时也带来了新的问题，其中通信网络的时延是一大难点也是一大热点问题。本文以某型涡扇发动机为研究对象，建立时延系统模型，提出针对时延的稳定性定理，给出时延系统鲁棒H控制器求取方法，并设计干扰抑制

4、H控制器和指令跟踪H控制器，观察时延对系统的影响。首先在根据航空发动机气动热力学特性得到航空法发动机非线性模型数据，应用小扰动拟合法求得航空发动机稳态平衡点的线性状态变量模型，保证其与非线性模型相比具有良好的精度，能够用于后续控制器设计。考虑到分布式控制系统实际上是一种网络控制系统，首先在通信网络不变的前提下，假定本文研究的时延系统的时延条件，确定对时延的研究方向，建立该时延条件下的双时延的状态变量模型，推导出具有较好保守性的时延相关的稳定性定理。采用鲁棒H控制理论，在稳定性定理推导的过程中引入H范数的数学定义，应用Schur补引理等数学工具最终获得时延系统鲁棒H控制器的求

5、解定理。针对干扰抑制问题，求解了控制器进行了数值仿真。为获得时延系统指令跟踪的控制器，在模型中增广跟踪误差为状态获得新的增广时延系统，确定新的H控制指标来使系统的跟踪性能达到最优。给定时延上界条件获得对应的控制器，对所求解的控制器进行跟踪控制仿真，使得系统具有良好的跟踪性能，调节时间良好，无超调，稳态误差为零。关键字：航空发动机，分布式控制系统，时延系统，稳定性分析，鲁棒H控制器，干扰抑制，指令跟踪I万方数据航空发动机分布式时延系统控制方法研究AbstractWhilethedevelopmentofdistributedaero-enginecontrolsystembrin

6、gsthesuperiority,ithasalsobroughtnewproblems.Amongthem,thedelayofthecommunicationnetworkisoneofthedifficultiesandisalsoahotissue.Sothispapertakesacertaintypeofturbofanengineastheresearchobject,establishesthedelaysystemmodel,designsforthestabilitytheoremofdelaysystem,makesthecalculatingmethodofH

7、robustcontrollerfortimedelaysystem,anddesignsinterferencesuppressioncontrollerandcommandtrackingcontrollertoobservetheeffectofdelayonthesystem.Firstly,accordingtotheaerothermodynamicscharacteristicsofaero-engine,wehaveaeroenginen