基于AMESim模型的实时化简

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1、第42卷第4期2012年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueVol-42No．4Jul．2012基于AMESim模型的实时化简王骥超，郭迎清(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：针对航空发动机主燃油液压机械系统搭建的高保真模型无法进行实时仿真的问题，提出用活性能量指数配合线性频域分析的方法，分析化简已有的液压机械系统模型。通过计算模型中各个子元件的能量活性指数并结合线性频域分析，判断出其中能量活性指数低且固有频率远高于控制系统关注频带的子模型，并对其删除或修改，实现对原有模型的化

2、简，以满足实时仿真需求。利用航空发动机实时仿真平台试验仿真结果表明，修改后的模型在保证精度的前提下，不仅缩短了仿真的时间而且满足了实时仿真的要求。关键词：AMESim；模型化简；活性指数；频域分析；主燃油控割系统中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1671—654X(2012)04—0072—05ModelReductionBasedonAMESimforRealtimeSimulationWANGJi—chao，GUOYing—qing(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytech

3、nicalUniversity，Xi’彻．710072，China)Abstract：Astheturbofanenginehydro—mechanicalmaincontrolsystemmodeliscomplex，thecomputa—tionalisnotabletoruninrealtime．Toreducethecomplexsystemthemethodbasedonactivityindexandlinearfrequencydomainanalysisisputforward．Theactivityindexcanide

4、ntifythemostenergy—ac—tivecomponentsofasystemandthemostenergy—passivecomponentsandlinearfrequencyanalysishelpstodeterminetherange．Thesub—modelswhichisenergy—passiveandwithhigheigenfrequencyshouldbedeletedormodifiedbythismethodtoreachthetargetforReal—timesimulation．TheReal

5、—timemodelistestedontheaerospaceReal—timesimulationplatformandtheresultsshowthatthemodifiedmodelisapreciseonewhichshoflenthesimulationtimeandmeettherequirementsofreal-timesimulation．Keywords：AMESim；modelreduction；activityindex；linearfrequencydomainanalysis；hydro-mechani—c

6、almaincontrolsystem引言当今航空发动机控制系统控制器大都采用数字电子控制，控制系统执行装置为机械液压式供油装置和执行机构⋯。液压机械装置较之前的纯液压机械式燃油调节器结构上要简单，但仍然具有结构复杂，设计、加工困难，加工周期长，对介质要求较高等特点。为了提高液压机械装置的性能和可靠性并缩短研制周期，有必要在设计阶段对液压机械装置进行仿真分析。仿真分析主要分为离线仿真和实时仿真。实时仿真与离线仿真的区别在于，仿真耗时需要小于实际物理过程时间。实时仿真的目的是通过对物理系统的仿真来测试控制器的原型机和实物机。通过实时仿真能够

7、验证数字控制器在真实控制回路的可靠性。真实的液压机械设备过于昂贵，且难以维护，所以以往的航空发动机实时仿真平台采用简单的一阶惯性环节，甚至是用更简单的比例环节代替液压执行机构。然而简单的数学模型并不能反映液压机械系统的全部特性。21。为了解决模型不精确问题，大都采用AMESim对液压机械系统建模。AMESim是一款专门针对液压机械结构仿真的软件，用AMESim搭建的一个系统模型是由AMESim软件提供的许多子模型拼合而成的。之前的许多研究成果都证实，用该软件建立的模型对液压机械系统的仿真真实度很高-3-4]。但是AMESim模型一般求解计

8、算量很大，不能够对模型进行实时解算。而发动机控制系统实时仿真需要构建一个高精度低成本的机械液压执行机构实时模型。所以需要在原有AMESim模型的基础上进行简化修改，满足实时隶解的要求。本文对此