基于直升机/发动机综合仿真的发动机性能优化及控制

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图表清单

符号表

第一章 绪论

1.1 直升机/涡轴发动机综合控制系统概述

1.1.1 对直升机/动力装置综合控制的需求

1.1.2 国内外研究现状

1.2 多变量鲁棒控制方法

1.2.1 增广LQR控制方法

1.2.2 H2/H∞方法

1.3 自抗扰技术以及抗扰方案研究

1.4 直升机/涡轴发动机多种优化控制模式研究

1.5 本文内容安排

第二章 直升机发动机综合建模研究

2.1 发动机模型简介

2.1.1 涡轴发动机结构图

2.1.2 涡轴发动机部件级模型

2.2 直升机模型

2.2.1 飞行参数的地轴系/体轴系转换

2.2.2 主旋翼模型

2.2.3 机身模型

2.2.4 尾桨模型

2.2.5 水平、垂直尾翼模型

2.3 直升机/发动机综合模型

2.3.1 直升机仿真平台定常飞行配平

2.3.2 直升机仿真平台动态计算

2.4 状态变量模型求取

2.4.1 气动/操纵导数的差分法求直升机状态变量模型

2.4.2 最小二乘拟合法求取状态变量模型

2.5 本章小结

第三章 飞行控制律研究及发动机鲁棒控制器设计

3.1 经典串级PID控制结构图

3.1.1 直升机四通道经典PID串级控制

3.1.2 综合控制系统分系统独立结构

3.2 鲁棒控制器设计方法

3.2.1 增广LOR控制算法

3.2.2 无静差跟踪控制结构研究

3.2.3 基于二次型性能指标的H2/H∞保性能控制器设计

3.2.4 基于LMI区域极点配置的H2/H∞保性能控制

3.3 飞行控制器设计实例

3.3.1 ALQR方法控制器设计

3.3.2 H2方法求解二次型指标的H∞保性能控制器实例

3.3.3 基于LMI区域极点配置的H2/H∞保性能控制器实例

3.3.4 ,小结

3.4 涡轴发动机SlSO控制器

3.5 本章小结

第四章 自抗扰技术以及综合抗扰控制方案研究

4.1 涡轴发动机传统前馈控制

4.2 串级ADRC扭矩前馈补偿

4.2.1 ADRC控制算法

4.2.2 串级ADRC控制结构及设计过程

4.3 扭矩的ADRC前馈补偿

4.3.1 LMI+ADRC扭矩前馈补偿

4.3.2 控制仿真结果

4.3.3 小结

4.4 支持向量机扭矩预测超前补偿控制

4.4.1 扭矩预测原理

4.4.2 直升机/涡轴发动机综合控制系统的数字仿真验证

4.4.3 数字仿真验证及结果分析

4.4.4 结论

4.5 涡轴发动机多变量抗扰控制研究

4.5.1 导叶角特性数据简介

4.5.2 涡轴发动机双变量控制器设计

4.5.4 仿真结果分析

4.6 本章小节

第五章 直升机/发动机多种优化控制模式研究

5.1 FSQP优化算法简介

5.1.1 概述

5.1.2 算法介绍

5.1.3 小结

5.2 涡轴发动机变导叶角和变旋翼转速优化原理

5.2.1 涡轴发动机变导叶角优化原理

5.2.2 涡轴发动机变旋翼转速优化原理

5.2.3 小结

5.3.发动机性能寻优最低油耗控制模式

5.3.1 最低油耗控制模式

5.3.2 优化结构

5.3.3 仿真实例与分析

5.3.4 小结

5.4.最低涡轮后温度控制模式

5.4.1 涡轮后温度控制模式

5.4.2 优化结构

5.4.3 仿真实例与分析

5.4.4 小结

5.5 最大功率模式

5.5.1 最大轴输出功率控制模式

5.5.2 优化结构

5.5.3 仿真实例与分析

5.5.4 小结

5.6 直升机/发动机控制系统半物理仿真试验平台

5.6.1 试验台简介

5.6.2 起动过程模拟

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

在学其间的研究成果及发表的学术论文

附录