【摘 要】
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航空发动机分布式控制系统是一个极具潜力的复杂系统,它带来优越性的同时也带来了模型建立、网络诱导时延和丢包等新的问题与难点。本文以某型涡扇发动机为研究对象,探索分布式控制系统实时仿真模型建立的方法,开展时延系统的控制方法研究。以航空发动机部件级模型为对象,利用Matlab/True Time工具箱对传感器、控制器和执行机构各部件分别建立节点模型。根据控制系统各部件的需求,完成各节点的初始化,建立节点
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航空发动机分布式控制系统是一个极具潜力的复杂系统,它带来优越性的同时也带来了模型建立、网络诱导时延和丢包等新的问题与难点。本文以某型涡扇发动机为研究对象,探索分布式控制系统实时仿真模型建立的方法,开展时延系统的控制方法研究。
以航空发动机部件级模型为对象,利用Matlab/TrueTime工具箱对传感器、控制器和执行机构各部件分别建立节点模型。根据控制系统各部件的需求,完成各节点的初始化,建立节点的任务并设置通信协议的网络特性,获得航空发动机分布式控制系统的实时仿真模型,为后续的稳定性分析和仿真验证奠定基础。
当前航空发动机仍采用传统的PI控制,考虑分布式控制系统的网络诱导时延、丢包问题,在时间触发总线下,将丢包转化为时延一并考虑,建立含时延的分布式控制系统模型。利用航空发动机传递函数模型,首先基于Nyquist稳定性判据与系统时延上界,获得PI控制器比例系数K p的稳定域,随后利用等效开环传递函数与K p稳定域寻找积分系数Ki的稳定域,最终获得转速控制回路与压比控制回路的时延PI控制器参数稳定域。
基于建立的控制系统模型,选取时间乘绝对误差积分为性能指标,利用单纯形法在稳定域内分别对转速与压比回路求取控制器参数,仿真结果表明经优化的控制系统具有良好的动态性能和稳态精度。
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