发动机控制系统巡航控制规律设计及半实物仿真研究

论文摘要

现代冲压发动机的发展已使其成为超音速战术导弹首选的动力装置，而冲压发动机控制系统的发展则对发动机性能起着决定性作用，随着冲压发动机技术的不断进步和对发动机性能的要求的不断提高，发动机控制系统中采用数字化设计成为必然。基于此，本文根据某型冲压发动机控制系统设计需要，为了使其在要求的工作过程中获得所需工作性能，采用数字仿真设计方法，在分析及设计数学控制系统的基础上，建立了冲压发动机及其控制系统其它各部分的数学模型，并利用经典控制中的PID控制以及智能控制中的模糊控制等数字化设计技术进行研究，完成了控制器设计与数学仿真。由仿真结果可知，本文设计的PID控制器以及模糊控制器均能实现冲压发动机巡航段的控制要求，通过对两种控制器控制结果进行对比可知，模糊控制器控制效果明显优于PID控制器控制效果，由此确定了冲压发动机巡航过程中控制采用模糊控制规律算法，所设计的模糊控制算法进一步通过半实物仿真试验考核，所设计的某型冲压发动机控制系统具有较高的控制精度和一定的抗干扰性，模糊控制系统具有更高的稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作及结构安排
• 第2章 冲压发动机与导弹模型及实时仿真模型的建立
• 2.1 冲压发动机的数学模型
• 2.2 导弹的数学模型
• 2.3 冲压发动机实时仿真模型建立
• 2.3.1 软件设计
• 2.3.2 硬件设置
• 2.4 本章小结
• 第3章 冲压发动机控制系统调节规律设计与建模
• 3.1 燃油调节规律设计
• 3.1.1 加速段供油调节规律
• 3.1.2 巡航段调节规律
• 3.2 系统组成及工作原理
• 3.3 系统各组成部分建模
• 3.3.1 硬件比较器的数学模型
• 3.3.2 脉宽调制器的数学模型
• 3.3.3 燃油计量器的数学模型
• 3.3.4 角位移传感器的模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 控制器设计与半实物仿真研究
• 4.1 PID 控制器设计
• 4.1.1 PID 控制规律介绍
• 4.1.2 PID 控制器参数整定
• 4.1.2.1 PID 控制器中三个参数对系统的影响
• 4.1.2.2 PID 参数整定
• 4.1.3 冲压发动机控制系统 PID 控制器设计及仿真
• 4.1.3.1 采样周期的确定
• 4.1.3.2 PID 控制系统设计
• 4.1.3.3 PID 控制器系统仿真分析
• 4.2 模糊控制器设计
• 4.2.1 模糊控制介绍
• 4.2.2 冲压发动机控制系统模糊控制器设计及仿真
• 4.2.2.1 输入参数的选取
• 4.2.2.2 论域和隶属度函数的选择
• 4.2.2.3 模糊规则的确定
• 4.2.2.4 模糊推理及解模糊化方法确定
• 4.2.2.5 模糊控制器系统仿真分析
• 4.3 冲压发动机控制系统半实物仿真
• 4.3.1 控制系统半实物仿真试验过程介绍
• 4.3.2 数字式电子控制器硬件使用介绍
• 4.3.3 控制系统软件介绍
• 4.3.4 控制系统半实物仿真试验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢