[發明專利]一種基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法在審
| 申請號： | 201910246532.6 | 申請日： | 2019-03-29 |
| 公開（公告）號： | CN109828472A | 公開（公告）日： | 2019-05-31 |
| 發明（設計）人： | 于兵;章濤;王波;舒文君;繆榮成 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 姜慧勤 |
| 地址： | 210016 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 滑模控制器 控制架構 多變量 發動機 航空發動機 限制管理 限制器 滑模 引入 燃油輸入裝置 發動機性能 傳統方式 飛行安全 緩慢變化 緊急狀況 快速響應 輸出限制 響應性能 控制器 保守性 控制量 緊急狀態 飛機 安全 保證 | ||
1.一種基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1，對航空發動機在某個穩態工作點進行線性化，建立增量線性化模型，并定義增量線性化模型的控制輸入變量和輸出變量，對每個輸出變量施加限制，得到輸出限制變量；
步驟2，針對步驟1的增量線性化模型，采用滑模控制理論設計多變量滑模主控制器，得到主控制律，根據多變量滑模主控制器計算得到控制輸入變化率；
步驟3，對于增量線性化模型的每個輸出限制變量，采用滑模控制理論設計相應的滑模限制調節器，并采用低選-高選邏輯將各滑模限制調節器輸出的控制輸入變化率整合在一起；
步驟4，整合多變量滑模主控制器以及各滑模限制調節器，形成完整的控制器。
2.根據權利要求1所述基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，步驟3所述各滑模限制調節器輸出的控制輸入變化率，具體指的是燃油變化率。
3.根據權利要求1所述基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，步驟4所述整合多變量滑模主控制器以及各滑模限制調節器，整合方法為：將多變量滑模主控制器輸出之一的燃油變化率加入低選-高選邏輯模塊的低選邏輯中。
4.根據權利要求1所述基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，步驟1所述增量線性化模型為：
其中，x為狀態變量矩陣，A、B均為系數矩陣，u為控制變量矩陣，ur為控制變量矩陣的變化率。
5.根據權利要求1所述基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，步驟2所述主控制律為：
其中，ur為控制變量矩陣的變化率，G為滑模系數矩陣，x為狀態變量矩陣，Ξ為滑模函數系數矩陣，表示一個向量，Aa、Ba均為增廣系數矩陣，A、B均為系數矩陣，I為單位矩陣。
6.根據權利要求1所述基于滑模控制器的航空發動機控制架構設計方法，其特征在于，步驟3所述滑模限制調節器的控制律為：
其中，uri表示多變量滑模主控制器的第i個輸出，Ci和Di均為系數矩陣，A、B均為系數矩陣，xa為增廣狀態反饋值，ηi為對應第i個任意初始點的切換增益，si為對應第i個任意初始點的切換函數。
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