[发明专利]一种基于航空发动机稳定裕度估计的主动稳定性控制方法

摘要

本发明公开了基于航空发动机稳定裕度估计的主动稳定性控制方法，所述方法包括：(1)航空发动机喘振实时模型；(2)喘振裕度估计算法与模拟；(3)航空发动机主动稳定性控制律。本发明针对航空发动机气动稳定性问题，通过利用剩余稳定裕度提高发动机气动稳定性，建立发动机喘振实时模型以及建立发动机稳定裕度估计模型，通过鲁棒控制方法设计主动稳定性控制律，构建发动机稳定裕度闭环控制回路，保证发动机在过渡态稳定工作前提下，最大限度发挥剩余稳定性裕度带来的动态性能；此外，本方案可使发动机在加速过程中在喘振裕度较小的高性能点工作，改善发动机的加速性能，增强飞机的机动性。

主权项

1.一种基于航空发动机稳定裕度估计的主动稳定性控制方法，其特征在于：所述方法包括：(1)航空发动机喘振实时模型航空发动机喘振实时模型是开展基于稳定裕度闭环的航空发动机主动稳定性控制仿真试验的前提条件，采用在已有的航空发动机部件级模型的基础上，考虑发动机容腔的容积动力学效应、压气机的失速区特性、燃烧室的熄火特性以及发动机的进口畸变，建立航空发动机喘振实时模型；(2)喘振裕度估计算法与模拟采用压力相关度测量的方法，首先，根据压力传感器获得的叶片附近的压力脉动信号，计算用于度量压力脉动信号重复性的相关度，根据实验数据的离线分析，获得相关度值穿越阈值的次数；其次，根据穿越阈值次数与喘振裕度值固有的特性关系，建立发动机稳定性裕度估计模型，根据发动机喘振裕度估计模型，通过插值法即可对发动机真实稳定裕度做出较准确地估计；(3)航空发动机主动稳定性控制律通过喘振裕度估计算法获得发动机的喘振裕度之后，即设计基于喘振裕度估计的主动稳定性控制律，构成喘振裕度闭环控制回路，其控制策略主要包括喘振裕度估计模块、主动稳定性控制器模块；其中，主动稳定性控制律拟采用基于二次型性能指标的鲁棒H2/H∞方法设计，提高控制系统的鲁棒性。