第22卷第5期航空动力学报Vol.22No.52007年5月JournalofAerospacePowerMay.2007文章编号:100028055(2007)0520829204基于内模原理的涡轴发动机状态反馈控制方法李胜泉1,2,杨征山2,孙健国1(11南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016;21中国航空动力控制系统研究所,无锡214063)摘要:某型涡轴发动机全权限数控系统采用了状态反馈控制方式.根据内模原理,引入伺服补偿器,使设计的控制系统不仅具有较强的鲁棒性,而且在用于指令跟踪时能消除稳态误差;根据性能指标要求设计了状态反馈控制器,从而提高控制系统的品质.与目前的PID控制方式相比较,半物理模拟试验结果表明该控制方式有显著的性能改进.关键词:航空、航天推进系统;涡轴发动机;数控系统;内模原理;状态反馈中图分类号:V23317文献标识码:AInvestigationofstatefeedbackcontrolbasedoninternalmodelprincipleforanturbo2shaftEngineLISheng2quan1,2,YANGZheng2shan2,SUNJian2guo1(11CollegeofEnergyandPowerEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;21AviationMotorControlSystemInstitute,Wuxi214063,China)Abstract:Aturbo2shaftengineFADECsystemissubjectedtothestatefeedbackcontrolmode.Basedontheinternalprinciple,aservo2compensatorwasintroducedsuchthatthecon2trolsystemcouldpresentstrongrobustness,andalsoeliminatesteadystateerrorswhentrackingwithcommands.Accordingtoperformanceindex,astatesfeedbackcontrollerwasalsodesignedtoimprovetheperformanceofthecontrolsystem.AscomparedwithPIDcon2trolmethod,thetestresultsshowanoutstandingperformanceofthecontrolsystem.Keywords:aerospacepropulsionsystem;turbo2shaftengine;FADEC;internalmodelprinciple;statefeedback涡轴发动机控制系统功能是保持直升机旋翼意,但涡轴发动机应用现代控制方法的研究文献转速恒定,而旋翼是一个大惯性负载.在旋翼总距不多.文献[1]研究了针对T700涡轴发动机采用进行剧烈变化时,常规PID控制方法很难保证直LQG/LTR方法设计SISO(单输入单输出)系统升机要求的动态性能.和MIMO(多输入多输出)系统的可行性.航空发动机数控系统的发展为各种先进控制本文采用状态反馈方法,应用内模原理,引入方法的应用奠定了基础.国内外有许多专家尝试伺服补偿器;根据系统动态性能要求合理配置闭用现代控制方法设计航空发动机控制系统.涡扇环极点,使设计出来的控制系统不仅具有较强的发动机的现代多变量控制方法已引起广泛的注鲁棒性,而且用于控制非线性发动机模型时能消收稿日期:2006204205;修订日期:2007203209作者简介:李胜泉(19672),山东莱州人,中国航空动力控制系统研究所研究员,南京航空航天大学博士生,主要研究方向为航空宇航推进理论与工程.©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net038航空动力学报第22卷除稳态误差.半物理试验结果表明这种方法可以获得比常规PID控制更好的控制品质.1涡轴发动机常规PID控制方法涡轴发动机的控制规律就是保持直升机旋翼转速和给定一致,发动机的工作状态根据旋翼的负载变化而改变.目前涡轴发动机控制系统普遍采用的控制方案如图1所示[2].图2地面台架上的负载扰动Fig.2Testresultontheenginetest2bed图