[發明專利]航空發動機最大推力狀態容錯二自由度H∞控制器

在審

• 申請號: 202010541905.5
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111852662A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 緱林峰;蔣宗霆;劉志丹;孫楚佳
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02C9/00
• 分類號: F02C9/00;F02C6/20;F02C7/057
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種航空發動機最大推力狀態容錯二自由度H∞控制器，其特征在于：包括最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊和氣路部件故障診斷模塊；

其中最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊、氣路部件故障診斷模塊與航空發動機本體以及航空發動機上的若干傳感器組成氣路部件故障調度控制回路；

所述最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊產生控制輸入向量u并輸出給航空發動機本體，傳感器得到航空發動機測量參數y；控制輸入向量u以及測量參數y共同輸入到氣路部件故障診斷模塊，氣路部件故障診斷模塊解算得到航空發動機的健康參數h，并輸出到最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊；

所述最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊內設計有若干二自由度H∞控制器；所述二自由度H∞控制器包含前置濾波器和反饋控制器，對若干不確定性發動機模型利用H∞回路成形方法分別設計得到；

所述不確定性發動機模型是對航空發動機最大推力狀態下的、不同氣路部件故障下的航空發動機非線性模型進行線性化并加入攝動塊得到的；

所述最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊根據輸入的健康參數h，利用內部設計的若干二自由度H∞控制器計算得到適應的二自由度H∞控制器，該二自由度H∞控制器根據參考輸入r和測量參數y的差值e產生控制輸入向量u。

2.根據權利要求1所述一種航空發動機最大推力狀態容錯二自由度H∞控制器，其特征在于：所述最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊內設計若干二自由度H∞控制器的過程為：在航空發動機最大推力狀態對包含健康參數的發動機非線性模型進行線性化得到含有健康參數的線性化模型，通過調整健康參數的值，得到分別在發動機無氣路部件故障和特定氣路部件故障處的11個線性化模型再加入攝動塊得到11個線性不確定性發動機模型，并對這11個線性不確定性發動機模型分別設計相應的二自由度H∞控制器從而組成最大推力狀態二自由度H∞控制器組。

3.根據權利要求1或2所述一種航空發動機最大推力狀態容錯二自由度H∞控制器，其特征在于：所述最大推力狀態二自由度H∞控制器組容錯控制模塊根據輸入的健康參數h插值得到適應的二自由度H∞控制器。

4.根據權利要求3所述一種航空發動機最大推力狀態容錯二自由度H∞控制器，其特征在于：根據發動機最大推力狀態對應發動機無部件故障的控制器K₀，各種典型部件故障Δh_{base_j}的控制器Δh_{base_j}表示向量Δh的第j個元素的值為Δh_base，其他元素的值為0，即Δh_{base_j}表示10種不同的部件故障，例如Δh_{base_1}表示風扇發生了故障且風扇的效率變化量為Δh_base。通過線性插值可以得到發動機最大推力狀態處氣路部件故障h處的控制器

并對發動機進行有效控制。