数控燃油计量装置特性仿真与半物理试验研究

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1、中图分类号：V233.7论文编号：102870216-SZ047学科分类号：085232硕士学位论文数控燃油计量装置特性仿真与半物理试验研究研究生姓名赵皓岑专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师王彬讲师南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringStudyonCharacteristicSimulationandSemi-physicalTestofDigitalControlFue

2、lMeteringUnitAThesisinAeronauticalEngineeringbyZhaoHaocenAdvisedbyLecturerWangBinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016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

3、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：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要燃油计量装置的研究是发动机控制系统研制中的重要环节，对其进行特性仿真有助于缩短研制周期，而半物理试验是后续发动机台架试验和计量装置性能优化的主要参考依据。目前，随着机械液压调节器向数控系统发展，开展以数控燃油计量装置为代表的调节器半物理试验具有越来迫切的工程需求。本文基于某型涡轴发动机调节器燃油计量装置，建立了面向对象的仿真模型，开展了计量装置特性仿真和半物理试验

4、研究。首先，对液压组件和步进电机分别用AMESim和MATLAB/Simulink建立模型，完成了两软件的接口设计，得到了数控燃油计量装置AMESim/MATLAB联合模型，进行了特性仿真研究。其次，应用MATLAB/Simulink建立了简化的涡轴发动机部件级模型，将计量装置模型与发动机模型结合，实现了带计量装置的涡轴发动机全数字仿真。最后，通过局部改造现有半物理试验台，开展了燃油计量装置半物理试验，并对仿真模型部分参数进行了修正和优化设计。结果表明，在工作范围内联合模型仿真的燃油流量与调节器参考工作点数据误差在6%以内，联合模型稳态精度高并可反映装置的实际动态性能；建立的涡轴发

5、动机全数字仿真模型有良好的稳、动态性能，仿真结果可体现计量装置动态特性；联合仿真结果与试验数据对比，稳态误差最大为8.8%。本文对数控燃油计量装置的特性仿真和半物理试验研究对航空发动机控制系统的研制亦有一定的工程价值。关键词：燃油计量装置，步进电机，AMESim/MATLAB，全数字仿真，半物理试验I数控燃油计量装置特性仿真与半物理试验研究ABSTRACTTheresearchonfuelmeteringunit(FMU)playsanimportantroleinthedevelopmentoftheaero-enginecontrolsystem,andcharacterist

6、icsimulationofwhichcanhelptoshortenthedevelopingperiod.Semi-physicaltesthasbecamemainreferencetotheenginebenchtestandtheperformanceoptimizationofFMU.Atpresent,asdigitalcontrolregulatorssubstitutefortraditionalmechanicalhydrauliconesinmostcases,semi-physicaltestsfortheseregulatorsrepresentedbyt

7、hedigitalcontrolFMU,havemoreandmoreurgentengineeringrequirements.Inthisthesis,anobject-orientedmodelwasestablishedforadigitalcontrolFMU,andthenitscharacteristicsimulationandsemi-physicaltestwerecarriedout.Firstly,AMESimandMATLAB/Simulin