基于LMI的航空发动机鲁棒弹性保性能控制-论文.pdf

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1、·90·《测控技术}2014年第33卷第5期基于LMI的航空发动机鲁棒弹性保性能控制麻莉莉，马静(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：针对范数有界不确定性系统设计鲁棒弹性保性能控制器，将鲁棒弹性保性能控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行解问题。以LMI的形式给出了鲁棒弹性保性能控制器存在的充分必要条件及控制器的设计步骤，并将该方法用于某型双转子涡喷发动机稳态双变量控制仿真，利用LML／Matlab工具箱进行数值求解。既保持了鲁棒性也解决了传统鲁棒控制器的脆性问题，

2、在系统和控制器增益存在摄动的情况下仍然保持稳定性和良好的性能指标。关键词：航空发动机；线性矩阵不等式；鲁棒弹性控制；保性能控制中图分类号：V233．7文献标识码：A文章编号：1000—8829(2014)05—0090—04RobustandResilientGuaranteedCostControlofAero—EngineBasedonLMIMALi—li，MAJing(SchoolofPowerandEnergy，NodhwesternPolytechniealUniversity，Xi’an

3、710072，China)Abstract：Anadvancedmethodology，robustandresilientguaranteedcostcontrolmethodforthesystemwithnorlTl-boundeduncertaintiesispresented．Firstly，theproblemoftherobustandresilientguaranteedcostcontroldesignistransformedintothefeasibilityoflinearm

4、atrixinequality(LMI)andthenthesufficientandnecessaryconditionoftheexistenceoftherobustandresilientguaranteedcostcontrollerisgivenintheformofaLMI．Secondly，thedetailsofthedesignstepsappliedtoatwo—variablesteady—statecontrolforadual—rotorturbojetengineare

5、introduced．Finally，theproblemissolvedinLMI／MatlabToolbox．ThesimulationresultshowsthatnotonlytherobustnessismaintainedbutalsothefragileproblemofthetraditionalrobustcontrolleriSsolved，inthepresenceofperturbationofthesystemandthecontrollergain，thestabilit

6、yandtheperformanceofthesystemaregood．Keywords：aero—engine；linearmatrixinequality；robustandresilientcontrol；guaranteedcostcontrol虽然鲁棒控制理论在国内外已经取得了一定研究有少数的研究成果J：文献[5]在设计控制器的时成果¨J。但Keel_3等通过实例指出，传统的鲁棒控候虽然考虑了控制器的脆性问题，但没考虑系统的不制器设计都可能会出现脆弱的问题，即控制器的增益确定性；文献[6

7、]只考虑了状态矩阵的不确定性。因发生极微小的偏移，将导致闭环系统性能下降或稳定此，研究鲁棒弹性控制对促进先进控制理论具有重要性遭到破坏。故鲁棒控制器的前提条件是控制器必须的意义。精确实现。但实际中控制器的实现由于硬件(A／D、为此笔者针对航空发动机环境条件复杂和工作状D／A转换)、软件(计算截断误差)等原因，使得控制器态变化剧烈等情况，将弹性控制器引入航空发动机控参数存在一定的不确定性。Dorato进一步指出，脆制系统，研究了航空发动机的鲁棒弹性保性能控制器弱性问题是确保反馈系统性能要求的基本问题。

8、因的设计问题。在文献[1]的基础上，通过引入一个附此，近年来弹性控制问题成为新的研究热点。目前只加矩阵，消除了Lyapunov矩阵和系统矩阵之间的耦合关系，使得鲁棒弹性控制器增益可以独立于Lyapunov收稿日期：2013—03—21矩阵进行设计；且以严格LMI的形式给出了控制器存作者简介：麻莉莉(1990一)，女，硕士研究生，主要研究方向为在的充分必要条件，得到控制器的显式表达式。传统先进控制理论与应用、航空发动机鲁棒弹性控-a4；马静的鲁棒控制仅针对系统模型的不确