航空发动机控制系统安全性评估研究

中国民航大学硕士学位论文航空发动机控制系统安全性评估研究姓名：韩小琦申请学位级别：硕士专业：航空宇航推进理论与工程指导教师：孙春林20090326航空发动机控制系统安全性评估研究作者：韩小琦学位授予单位：中国民航大学相似文献(10条)1.期刊论文张绍基航空发动机控制系统的研发与展望-航空动力学报2004,19(3)对国内外军用航空发动机控制系统的研制现状和今后的发展方向进行了归纳和分析,主要对主燃油控制、加力燃油控制、尾喷管控制、防喘控制、发动机状态监视和故障诊断各系统的技术特点,方案选择,研究动向进行了介绍和评述.从航空发动机控制系统近年来取得的进展,特别是全权限数字电子控制(FADEC)技术的研究和应用,可以看出航空发动机控制系统的发展潜力巨大,将会对飞机和航空发动机的研制和发展产生巨大的影响.2.会议论文郑铁军.王曦.罗秀芹.李其汉航空发动机数字电子控制系统逻辑设计2006本文以成功设计的航空发动机液压机械控制系统和模拟电子控制系统为基础,从中抽取出了相应的控制逻辑,并将它们应用到了数字电子控制系统设计当中.仿真表明,控制逻辑设计的应用是成功的,它可以大大简化控制系统结构,为鲁棒控制器等高阶控制器在航空发动机数字电子控制系统中的应用奠定了基础.3.学位论文丁波用于航空发动机控制系统的386EX与DSP通讯实现2008航空发动机控制系统是个复杂的多变量控制系统，智能控制、实时控制是其未来发展方向。数字电子控制器是发动机数控系统的核心部件。数字电子控制器的设计就是基于复杂的多变量控制，适应先进的控制算法，提高发动机数控系统的可靠性。本文针对目前处于前沿的航空发动机控制领域双CPU控制技术，探讨航空发动机双CPU系统间高速、可靠的通讯方法，论证工程运用的可行性。本文分析了某型发动机数字电子控制器的整体设计方案，以及基于386EX和DSP的双CPU系统的特殊的双双余度控制系统。对航空发动机数控系统中常用的通讯方式进行了讨论，结合现代发动机控制技术发展的特点，确定了双口RAM实现386EX和DSP之间的高速、可靠通信。设计了386EX、DSPTMS320F2812与双口RAMIDT7024之间的接口电路，对386EX和DSP通讯系统中的核心控制模块、电源模块、电平转换模块，逻辑转换模块等关键环节的设计进行了论述。在上述硬件平台的基础上对双口RAM操作中共享冲突的几种方式进行了讨论和分析。介绍了用户应用程序的设计过程；对保证386EX和DSP通讯系统间实时、可靠通讯的方法进行了研究，给出了接口控制模块软硬件测试的方法及结果，论证了双口RAM通讯在工程上应用的可行性。4.会议论文胡文霏.臧军基于Simulink的航空发动机控制系统数字仿真分析2008本文介绍了基于Matlab/Simulink的某航空发动机控制系统的数字仿真分析,构建了数字仿真系统,针对控制要求或发机调节计划,进行控制系统的起动、稳态和动态的仿真,以及传感器故障后发动机控制过程的仿真,通过半物理模拟试验验证,表明控制系统数字仿真分析具有实际参考价值.5.会议论文郑铁军.王曦.覃道亮.李其汉×型航空发动机中间状态控制系统仿真研究本文建立了×型航空发动机的控制系统数字仿真平台,并在此基础上进行了该型航空发动机的中间状态控制器的仿真研究,得到了该控制器的仿真结果和检验结论.本文的研究内容是该型航空发动机中间状态控制器设计过程不可缺少的一个重要环节,同时也可对其它型号航空发动机控制器的设计提供有益的借鉴.6.学位论文周文祥航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究2006航空发动机及其控制系统建模与仿真是低成本、低风险、高效率地研制先进航空推进系统的重要工具和手段。论文围绕发动机数控系统半物理仿真试验用发动机及控制系统仿真模型开展研究，主要包括发动机简化模型、面向对象的部件级模型及控制系统模型、地面及高空起动模型、控制算法等方面的研究工作。首先建立了发动机地面简化模型。在缺乏部件特性的情况下，提出了根据试验数据建立发动机简化模型的方法。稳态模型采用插值法，动态模型采用动态系数法。该模型可实时模拟地面发动机从起动到最大状态的动态过程。与试验数据对比，简化模型稳态误差小于2％，动态误差小于5％。基于面向对象技术建立了航空发动机及其控制系统通用仿真平台。在深入研究航空发动机面向对象仿真机理的基础上，设计完成了航空发动机通用性能仿真平台的总体框架，包括仿真类库的层次结构、辅助工具类库、交互仿真算法及程序界面等，提高了代码重用率，避免了全局变量的使用。仿真平台功能强、界面友好，支持拖放方式构建发动机模型，使用灵活，充分体现了面向对象建模方法的优越性。在总体仿真框架的基础上，利用VisualC++编写实现了各个仿真类、交互仿真算法及程序界面的代码，建立了双轴混排不带加力涡扇发动机全状态、全飞行包线发动机部件级模型，验证了发动机性能仿真平台的有效性。接着，通过扩展和继承机制设计了航空发动机控制系统仿真类库；利用控制类库，组建了涡扇发动机控制系统，仿真结果验证了控制系统仿真模型的有效性。针对发动机部件特性不全、不够精确的现状，如何建立全状态、全飞行包线收敛并具有较高精度的发动机实时部件级模型是本文的另一个研究重点。本文首先研究了发动机部件特性的外推方法，成功外推出慢车以上缺失的近三分之一的部件特性及全部起动部件特性，为建立全状态部件级模型奠定了基础；接着围绕提高模型精度、实时性、确保全包线内运算收敛开展了一系列研究工作，包括部件特性修正、放气/引气建模、稳态仿真初猜值选取、容积动力学方法等。特别地，在部件级起动建模方面，研究了燃烧效率修正、总压恢复系数修正、高温部件热传递建模、起动初猜值选取等关键技术，建立了双转子涡扇发动机地面及高空起动模型，可计算发动机起动全程各截面热力学参数。所建立的全状态、全包线部件级实时模型经仿真验证，稳态误差小于3％，慢车以上动态误差小于5％，起动过程动态误差小于10％。PID控制系统结构简单、工作可靠，至今仍在航空发动机控制中得到普遍应用；人工免疫系统作为一种新兴的智能系统，提供了解决复杂问题的新思路。论文最后将生物免疫反馈机理引入到现有PID控制系统中，提出了一种新型的免疫反馈算法，发动机转速回路仿真结果表明，新的免疫算法显著改善了原有控制系统的性能，系统超调小、响应快、抗干扰性强，且具有较好的自适应性。本文建立的航空发动机简化模型及全状态、全包线部件级模型已用于某型涡扇发动机数控系统半物理仿真试验中，应用效果反映良好。7.期刊论文孙海东.尚永锋.SUNHAIDONG.SHANGYONGFENG航空发动机控制系统-微计算机信息2007,23(16)航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象.随着航空发动机全权限数字式电子控制器的研制和应用,控制变量也随着发动机性能要求的不断提高而越来越多,本文介绍了发动机的多种控制系统及其实现方法.8.会议论文荣莉.刘德宏.孙志岩.梁春华.所航空发动机全权限数字式电子控制系统在我国的发展与展望2006本文在对国内外航空发动机控制系统的发展进行了简要回顾的基础上,重点介绍了我国目前正在进行研制的全权限数字式电子控制系统的结构和功能,并从风险分析,关键技术和解决途径三个方面对全权限数字式电子控制系统在我国的发展进行了展望.9.期刊论文张绍基航空发动机燃油与控制系统的研究与展望-航空发动机2003,29(3)归纳和分析了国内外军用航空发动机燃油与控制系统的研制现状和今后的发展方向,简要介绍和评述了主燃油控制、加力燃油控制、尾喷口控制、防喘控制、发动机状态监视,特别是FADEC系统的技术特点、方案选择和研究动向.从中可以看出,这些方面的技术进步推动了航空发动机的发展.10.学位论文石磊航空发动机分布式控制系统及CAN总线应用研究2007航空发动机分布式控制系统具有成本低，重量轻，可靠性高，可维护性强等众多优点，代表了航空发动机控制系统未来的发展方向。本文主要研究航空发动机分布式控制系统。以TI公司的TMS320F2812数字信号处理器作为各种智能装置控制器的微处理器，进行了系统的总体设计。选择CAN总线和DC-DC电源作为分布式控制系统的数据总线和电源总线。设计了燃油计量装置控制器的软件和硬件。在由旋转计量活门和步进电机组成的实物装置上进行试验，试验结果表明该控制器具有优良的控制品质。设计了矢量喷管控制器的软件和硬件。完成了矢量喷管模拟装置的安装和调试，并在该装置上进行了试验，取得了较满意的控制效果。构建航空发动机分布式转速控制系统。控制系统由中央控制器、智能执行机构和发动机模型三个部分组成。中央控制器算法使用PID算法，发动机模型使用简化模型，智能执行机构是燃油量计量装置。各部分之间通过CAN总线通讯。研究了CAN总线的应用层协议CANopen,并将该协议应用于分布式转速控制系统。HIL仿真结果表明：分布式控制系统适合作为航空发动机的控制系统，CAN总线也适合作为分布式控制系统的数据总线。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：896ed7a0-3f56-4703-ab77-9deb01664d88下载时间：2010年9月8日