航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線性參數(shù)估計(jì)方法研究.pdf

1、直接推力控制因能減少發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)裕度，挖掘發(fā)動(dòng)機(jī)的性能潛力而成為發(fā)動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)直接推力控制必須要有推力信息；此外，喘振裕度是飛機(jī)安全飛行的重要參數(shù)，但是推力和喘振裕度等參數(shù)在飛機(jī)的飛行過(guò)程中無(wú)法直接測(cè)量。本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，提出設(shè)計(jì)參數(shù)估計(jì)器和解發(fā)動(dòng)機(jī)非線性方程兩種方法，以便對(duì)推力和喘振裕度等參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)。 一種方法設(shè)計(jì)了常值增益擴(kuò)展卡爾曼濾波器(CGEKF)。該CGEKF由在線發(fā)動(dòng)機(jī)模型和一個(gè)常值卡爾曼增益

2、陣組成，通過(guò)估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件效率和流量(健康參數(shù))的變化，間接估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的變化。傳感器數(shù)量的限制和卡爾曼濾波技術(shù)的收斂條件，使得只能估計(jì)其中一部分健康參數(shù)的變化。這樣一來(lái)，那些被估計(jì)的健康參數(shù)就不僅僅代表它本身的變化，而且附加上未被估計(jì)的那些健康參數(shù)的變化，成為一種調(diào)節(jié)參數(shù)。當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)蛻化或發(fā)生異常時(shí)，它們就為發(fā)動(dòng)機(jī)模型能自適應(yīng)跟蹤上這些變化起到一種調(diào)節(jié)作用。模擬包線內(nèi)不同點(diǎn)和發(fā)動(dòng)機(jī)部件不同蛻化程度組合的仿真環(huán)境，對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波

3、器進(jìn)行仿真分析，結(jié)果說(shuō)明濾波器估計(jì)性能良好，能滿足研究的需要。 另一種方法通過(guò)深入了解發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型的建模機(jī)理和共同工作點(diǎn)的求解程序，把問(wèn)題歸結(jié)為求解以發(fā)動(dòng)機(jī)健康參數(shù)變化量為自變量的非線性方程組。根據(jù)傳感器可測(cè)參數(shù)個(gè)數(shù)是大于、等于還是小于待估計(jì)的健康參數(shù)個(gè)數(shù)，將求解方法相應(yīng)分為三類(lèi)：若等于，則根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣路分析程序的特點(diǎn)，將非線性方程組的求解問(wèn)題并入發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作點(diǎn)的求解問(wèn)題，用N+1殘量法求解；若大于，則將方程組求解問(wèn)題轉(zhuǎn)