变结构最终滑动模态控制在航空发动机中的应用研究

摘要

变结构最终滑动模态控制(Variable Structure Terminal Sliding Mode Control)(VSTSMC)方法与其它滑动模态变结构控制方法相比,避免了在各个切换超平面上存在局部滑动模态的情况.因此,系统状态能够以期望的动态品质直接进入最终滑动模态,有效地改善了变结构控制系统的动态品质,并确保了整个变结构控制系统的全局渐近稳定性(或全局稳定性).该文对利用VSTSMC理论设计航空发动机变结构最终滑动模态控制器的方法进行了深入研究.先后设计了航空发动机变结构最终滑动模态控制器和完全模型跟踪的航空发动机最终滑动模态变结构模型跟踪控制器.同时,规划出了满足性能指标、理论要求,并且完全解耦的参考模型.仿真结果表明,所设计的两种控制器的控制效果良好,对外界干扰和参数摄动有很强的抑制能力,最终滑动模态变结构模型跟踪控制器具有良好的跟踪能力.该文还分析了具有非匹配不确定性因素的模型参考变结构控制系统的稳定性问题.此外,文中对控制器中的可调参数对控制效果的影响及最终滑动模态变结构模型跟踪控制器在飞行包线范围内的适应性等工程应用问题进行了讨论.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1问题的提出

§1.2变结构控制理论及应用的发展概况

§1.3本论文的主要研究内容

第二章X型涡扇发动机数学模型的建立

§2.1 X型涡扇发动机的数学模型

§2.2系数矩阵的求取方法

§2.3线性模型的归一化处理

第三章变结构最终滑动模态控制理论

§3.1变结构最终滑动模态控制基本理论

3.1.1变结构最终滑动模态控制问题描述

3.1.2变结构最终滑动模态的滑态参数矩阵C的设计

3.1.3变结构最终滑动模态系统的滑动模态分析

3.1.4变结构最终滑动模态控制律设计

3.1.5变结构最终滑动模态控制方案的稳定性分析

§3.2最终滑动模态变结构模型跟踪控制

3.2.1最终滑动模态模型跟踪控制问题描述

3.2.2最终滑动模态变结构模型参考控制

3.2.3最终滑动模态模型参考控制系统的稳定性分析

第四章发动机变结构最终滑动模态控制器设计

§4.1发动机变结构最终滑动模态控制器设计

4.1.1变结构最终滑动模态控制器设计

4.1.2仿真分析

§4.2发动机最终滑动模态变结构模型跟踪控制器设计

4.2.1参考模型设计

4.2.2发动机的变结构模型跟踪控制器设计

4.2.3满足匹配条件下的抗干扰、抗参变能力分析

4.2.4不满足不确定性匹配条件下的抗干扰、抗参变能力分析

第五章工程应用中若干问题的探讨

§5.1控制参数ε对系统品质的影响

§5.2最终滑动模态变结构模型跟踪器对全飞行包线的适应性

第六章结论

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书和原创性声明