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航空发动机系统是强非线性系统,没有精确的模型描述,因此不易于施加控制,其控制问题一直是控制领域的一个热点。本文以航空发动机为研究对象,针对航空发动机在飞行包线内的多工作点,建立航空发动机多线性化模型,并设计合理的控制器和切换规则完成其加速过程。下面对本文内容进行阐述:首先,针对航空发动机飞行包线内的多工作点,建立航空发动机的多线性化模型,并且每一个子系统都有不同的平衡点。针对这个模型,用区域极点配置方法设计各个子系统的控制器,使各个子系统渐近稳定。进而通过设计顺序切换规则,使整个切换系统完成从初始点到目标点的加速过程。针对这种特殊的切换系统,设计切换鲁棒H∞控制器,使这种特殊的切换系统具有鲁棒H∞性能,这是本文的一个创新点。然后,针对上述加速过程在切换点处的输出震荡,设计控制器加权过渡算法,并通过仿真验证了此加权过渡算法对系统暂态性能的改善。然后,针对航空发动机整个飞行包线的加速过程,采用调节/基础回路切换控制策略,以保证状态在模型的有效范围内的基础上提高加速性能。问题被描述为一个具有状态约束的切换跟踪问题:每个子系统的目标点是最终的目标点并且其加速过程各控制器始终保持在其相应的线性化模型有效区域内工作,这也是一个比较有创新性的问题。通过设计各子系统的基础回路和调节回路,以实现各子系统对各自平衡点的渐近稳定和最终目标点的渐近跟踪。然后,根据依状态切换策略的切换模型,找出了有限次切换能实现状态从初始点到最终目标点的充分条件。接着,在此切换策略的基础上,设计基础回路和调节回路之间的切换规则,保证了状态可以跟踪到目标点并且保证控制器始终在其相应的线性化模型的有效区域内工作。通过仿真验证了此控制策略在改善响应速度方面的优越性。最后,针对航空发动机加速过程的安全保护问题,解决系统响应快速性和安全性的矛盾,设计转速保护控制器和相应的安全保护切换规则,既保证了系统的快速性又兼顾了安全性,通过仿真验证了结论的有效性。