冲压发动机燃油调节系统控制规律优化和仿真的研究.pdfVIP

冲压发动机燃油调节系统控制规律优化与仿真研究 摘 要 针对冲压发动机复杂的非线性特性，本文基于现有的试验数据，应用多维线性插值 的方法，建立了冲压发动机数学模型，其具有计算周期短又能准确反映发动机真实性能 的优点。通过对某型冲压发动机控制系统组成以及控制系统工作原理的深入研究，分析 并建立了控制系统其他各组成部分的数学模型，确定所用的燃油调节器、脉宽调制器、 硬件比较器的模型，以及与控制系统直接相关的角位移传感器、温度传感器、压力传感 器等数学模型，为系统控制参数寻优及飞行控制仿真做铺垫。 介绍了导弹飞行各阶段的燃油调节规律，经分析选定对巡航段的控制算法进行控制 参数优化，针对当前控制器巡航段所采用的传统PID算法的控制规律，进行基于遗传算 基础，然后根据不同的输入情况以初始参数为出发点对其进行调整，因此，这个PID参 数的初始值对整个系统的控制影响作用较大，本文采取用遗传算法进行PID参数的寻 优，以取得适合的初值，为后续的模糊控制部分做前期准备工作。这种方法克服了传统 方法对参数初值的敏感性，避免了其在初始条件选择不当的情况下可导致寻优失败的缺 点。 对当前系统控制器PID参数的分析，对PID控制参数的自整定要求、模糊控制中的 解模糊、模糊控制器的维数及量化因子比例因子等问题作了初步探讨，对模糊控制器的 静态特性和出现的极限环现象进行分析。在巡航部分采用模糊PID控制方法，进行了系 统模糊控制器设计，确定了模糊控制器的组成及参数，进行了控制系统的计算机仿真工 作，应用计算机语言实现了该模糊PID控制方法，进行发动机控制系统的数学仿真实验。 最后在冲压发动机控制系统中采用模糊PID控制算法进行了联动仿真试验，分别进 行了数字综合控制器与综控机闭合的半实物仿真试验，以及全系统闭合的半实物仿真试 验。试验结果表明采用的模糊控制方法较常规PID控制方法能更好地满足冲压发动机在 巡航段的控制要求，使系统在快速性和准确性方面都有较大提高。通过高低空巡航状态 以及提速巡航状态控制效果对比，巡航状态等马赫数控制中采用模糊控制算法控制效果 明显优于PID控制参数的控制效果。 关键词：冲压发动机；遗传算法；PID控制；模糊控制 冲压发动机燃油调节系统控制规律优化与仿真研究 Abstract To nonlinear ramjetcomplex basedonthe test characteristic，this paper existingdata，the of multidimensionallinear application interpolation a method，established ramjetengine mathematicalcalculationis model，its short andCan reflecttheactual cycle accurately of performance control engine．The and ramjetengine system compositionworkingprinciple otcontrol of andthe system