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航空发动机的性能直接影响飞机的飞行性能。本文依据NASA格林研究中心提供的90000磅推力级发动机的运行数据建立了发动机的线性化状态空间模型,使用区域极点配置设计两个H∞跟踪控制器,分别保证发动机加速过程中的快速性和比较小的超调。同时设计适当的切换规则在不同控制器之间进行切换,使发动机高压转子转速在加速过程中同时具有快速性和较小的超调。最后设计了安全保护控制器和对应的安全保护切换规则,防止发动机高压转子转速过高威胁飞行安全。下面具体阐述本文工作。首先,根据NASA格林研究中心提供的90000磅推力级发动机的运行数据建立了航空发动机的线性化状态空间模型,并根据标准跟踪问题对发动机的线性化状态空间模型改进。根据上述模型,通过将闭环系统极点配置到复平面上不同区域设计两个具有不同性能的全局H∞状态反馈跟踪控制器,一个使发动机在加速过程中具有良好的快速性,另一个使发动机在加速过程中具有比较小的超调量。然后使用基于事件的切换规则,使发动机加速过程中既具有快速性又具有较小的超调量。这种基于事件的切换规则具有设计简单和易于实现的优点,但是这种切换规则抗干扰能力不强,有时容易造成误切换的情况。其次,根据上述的发动机控制模型和全局H∞状态反馈跟踪控制器,针对基于事件的切换规则容易误切换的缺点提出基于记忆的迟滞切换规则,通过切换缓冲区域避免误切换的发生。相比基于事件的切换规则,基于记忆的迟滞切换规则设计虽然稍显复杂,但能有效避免误切换的情况,抗干扰能力大大提升。接下来,根据发动机的控制模型和全局H∞状态反馈跟踪控制器,提出了三种软切换规则并比较三者的效果。由于基于事件的切换规则和基于记忆的迟滞切换规则都属于硬切换方式,切换过程瞬间完成没有过渡过程,因此切换过程中会造成控制器输出量等变量的跳变,不利于系统平稳运行。软切换规则切换过程平缓,可以有效减小切换过程中控制器输出量的跳变。但是软切换规则在获得平滑切换过程的同时也有设计复杂的缺点。最后,针对发动机的高压转子转速设计转速保护控制器和安全保护切换规则,使系统在发动机高压转子转速即将超速时切换到安全保护控制器,通过跟踪防止高压转子转速超速,提高发动机安全性。