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多变量鲁棒控制是航空发动机控制发展的趋势,本文围绕航空发动机多变量鲁棒控制这一主题,开展了系统而深入的研究,并在某研究所进行半物理仿真实验,验证了本文成果是具有工程实用价值的.本文首先研究了航空发动机部件级建模方法,提出了辅助变量建模方法,这种方法可以避免迭代运算而直接求解发动机实时模型,从而解决了传统用Newton-Raphson法求解发动机实时模型时可能出现的不收敛问题.本文接下来在第四章中研究了LQG/LTR控制器的工程实用问题,通过半物理仿真证实了由于LQG/LTR控制器增益太高,它在工程实际应用时性能会急剧下降.第五章研究了用LQG/LTR方法的目标回路(即LQR回路)控制航空发动机的问题,指出了一般LQ方法控制航空发动机时无法消除稳态误差.而按本文提出的特殊增广方法,则可以设计出能消除系统稳态误差的增广LQR控制器.第五章还指出,如果航空发动机的某些状态量难以测量,则可以用准最优增广LQR方法设计控制器,它用降维观测器重构系统中难以测量的状态,与其余可测量的状态一起构成状态反馈实现增广LQR方法.经仿真实验验证,这种控制器的鲁棒性比LQG方法好.第六章提出了一种带控制加权的H<,∞>/LTR方法,用这种方法可以设计出具有较小增益的控制器,因而当按此方法设计的控制器应用于带噪声的实际工程环境时,其性能不会严重下降.为了降低控制器阶数,第六章提出一种低阶目标回路设计方法,可以在一定程度上降低控制器阶次.本文还提出一种按快、慢模态对控制器进行降阶的方法,有效地降低了系统阶次,提高了工程实用性.第七章用增广LQR控制器、准最优增广LQR控制器和H<,∞>/LTR控制器分别控制某型涡扇发动机,进行了半物理仿真实验,仿真结果表明上述三种控制器均具有工程实用价值.在第八章中,本文还研究了将混沌遗传优化算法应用至航空发动机,通过一种新的基于P范数的解耦指标,本文找到一种可以有效提高多变量鲁棒控制系统解耦性能的方法.