《微型涡喷发动机数字控制系统设计研究》

超级盾 · 发表于 2014-12-26 12:39:47

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《微型涡喷发动机数字控制系统设计研究》
哈尔滨工程大学学生郑颖的工程硕士论文，指导老师刘胜教授。

摘要
　　微型涡喷发动机广泛应用于民用航模领域，并且在军用领域也受到越来越多的重视，逐渐成为小型战术导弹、小型无人机、低成本攻击弹药的核心动力装置。其控制系统是确保该动力装置充分发挥其性能的关键，并且凸显数字化、高度集成及低成本的显著特点。本论文以微型涡喷发动机为控制对象，对其数字式控制系统进行了方案设计、仿真研究及系统的工程实现。
　　首先，论证了微型涡喷发动机的应用背景、系统功能及系统架构，针对其核心组成单元开展了软、硬件设计工作。主要包括ARM 内核的嵌入式数字电子控制单元的硬件电路设计、基于实时操作系统内核μCOSⅡ的嵌入式软件研制开发以及有位置直流无刷电动燃油泵的设计研制工作；
　　针对微型涡喷发动机的应用特点，选取了系统的控制参数，设计了系统的开、闭环控制规律及控制策略；
　　应用平衡流型算法完成了发动机非线性模型的系统辨识，同时基于部件特性解析及试验数据拟合获取了系统闭环控制回路其他各环节的数学模型。选用了经典的PID 闭环控制算法，并应用Matlab 的simulink 仿真平台，对上述数字控制系统的动态过程进行了数字仿真，对控制参数进行了整定和优化；
　　基于上述工作，以某微型涡喷发动机研制项目为背景完成了其数字控制系统的工程实现，并配套设计完成上位系统用于实现该目标系统的测控。经试验验证，本课题设计完成的微型涡喷发动机数字控制系统可实现微型发动机的点火、起动、巡航控制、极限参数保护及停车等规定功能，系统控制的动、静态指标满足要求。同时系统实现兼顾了数字化、小型化、低成本的对象特点，具备工程应用价值。

关键词：微型涡轮发动机；系统辨识；嵌入式系统

《微型涡喷发动机数字控制系统设计研究》