航空發(fā)動機(jī)性能尋優(yōu)控制中的參數(shù)估計方法研究.pdf

1、高性能、高效率和具有自適應(yīng)能力的推進(jìn)系統(tǒng)一直是航空界關(guān)注和研究的熱點，航空發(fā)動機(jī)性能尋優(yōu)控制（Performance-Seeking Control，PSC）旨在保證發(fā)動機(jī)安全穩(wěn)定工作過程中各個部件性能運(yùn)行良好，且充分挖掘其工作能力，對航空發(fā)動機(jī)性能參數(shù)的估計是實現(xiàn)其先進(jìn)控制方法的一項關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文以某型渦扇發(fā)動機(jī)為研究對象，采用基于卡爾曼濾波器的航空發(fā)動機(jī)參數(shù)估計方法進(jìn)行深入研究。在發(fā)動機(jī)部件級非線性模型的研究分析基礎(chǔ)上，

2、討論了發(fā)動機(jī)模型建立問題，其中對小擾動建模方法及擬合建模方法進(jìn)行了比較分析，最終獲得參數(shù)估計部分中所用到的發(fā)動機(jī)分段線性化狀態(tài)空間模型。針對發(fā)動機(jī)性能尋優(yōu)控制要求，分析選擇合適的發(fā)動機(jī)參數(shù)，保證建立的模型的準(zhǔn)確性，以反映發(fā)動機(jī)的真實工況。介紹了卡爾曼濾波算法原理、特性及其實現(xiàn)方法，重點研究了如何利用卡爾曼濾波估計器設(shè)計發(fā)動機(jī)機(jī)載自適應(yīng)模型。
　　本文針對選取的四個部件性能參數(shù)，設(shè)定性能參數(shù)一個發(fā)生退化和多個發(fā)生退化情況下，對退化量

3、進(jìn)行跟蹤估計，并通過退化參數(shù)變化量修正機(jī)載模型，使之正確反映發(fā)動機(jī)的真實工作情況。仿真結(jié)果說明濾波器估計性能良好，驗證了其可行性。最后，針對航空發(fā)動自適應(yīng)模型誤差無法完全消除，可能導(dǎo)致參數(shù)估計結(jié)果嚴(yán)重偏離甚至濾波發(fā)散的問題，提出一種帶漸消因子的卡爾曼濾波參數(shù)估計算法，采用在線調(diào)整卡爾曼方程殘差的權(quán)重、加重現(xiàn)實測量數(shù)據(jù)在狀態(tài)估計中作用的策略，保證了發(fā)動機(jī)性能參數(shù)估計的準(zhǔn)確性。仿真結(jié)果表明，該方法不僅克服了濾波發(fā)散現(xiàn)象，具有更優(yōu)的收斂速度和