航空发动机转速信号EKF算法设计及仿真分析

摘要

以航空涡扇发动机风扇转速信号融合为目标设计了一种扩展卡尔曼滤波器(EKF:Extended Kalman Filter);基于通用的非线性发动机数学模型获取了发动机的非线性离散时间解析模型;基于非线性多级动态过程的最优滤波原理设计了风扇转速融合的EKF算法结构;依据此非线性离散解析模型,离线设计了EKF的卡尔曼增益系数;基于EKF合成的风扇转速信号为反馈信号开展了初步的闭环仿真,初步分析并比较了四种不同构型的转速融合算法,并对闭环风扇转速闭环控制特性进行了分析。结果表明本文提出的基于T25、T3和Ps3三参数融合的风扇转速信号替代真实的风扇传感器信号作为闭环反馈信号,闭环调节的控制性能和控制稳定性方面达到了通用指标和工程应用要求。