飞/推综合控制系统仿真平台开发

摘要

飞行控制系统和推进控制系统是飞机上两个重要的控制系统。原来人们熟悉的推进系统控制和飞行控制各自独立设计的模式已经开始改变。人们开始把注意力集中到飞行/推进综合控制课题上来。这个不可忽视的新趋势正在进展之中。 本文针对飞行/推进综合控制系统设计问题，采用分散的系统综合方案，研究了飞行/推进综合控制中的关键技术，在此基础上建立了飞机/发动机综合闭环实时模型，进行了发动机的变结构控制研究，通过大量的仿真，验证了控制方案的可行性，并基于DirectX多媒体开发库设计完成飞/推综合控制系统仿真平台界面的开发。 对于综合飞行/推进系统建模，本文主要研究的是飞行动力学和推进系统热力学的建模方法，建立了飞机动力学实时仿真模型。并结合前人已建立的发动机部件级热力学模型，本课题在解决了飞机/发动机综合仿真中的起始点匹配问题的基础上，完成飞行系统和推进系统的交互部分，最终建立飞行/发动机综合实时仿真模型。 针对仿真平台界面开发问题，本文主要研究DirectX多媒体开发库中DirectDraw组件的开发机理，以此为基础设计开发了飞/推综合控制系统仿真平台界面，为综合控制系统提供了友好的人机交互界面。 就控制系统设计问题 ，本文主要研究了一种非线性的控制方法——变结构控制方法。阐述了变结构控制基本概念、设计方法和抖振问题的解决，建立了某涡扇发动机线性化状态变量模型，并为其设计了变结构控制系统。最后进行大量的仿真，以验证其有效性。