基于模态切换的航空发动机容错控制

• 作 者: 杨征山 仇小杰 庄锡明 黄金泉
• 机 构: 中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所,南京航空航天大学能源与动力学院,总参陆航部驻上海地区军事代表室,
• 出 处: 航空动力学报
• 发表日期: 2014年04期
• 关键词: 控制回路 航空发动机 模态切换 容错控制 性能恢复 容错控制回路 模态 压气机 涡扇发动机 喘振裕度

综合了航空发动机控制和故障诊断方法,设计了基于模态切换的任务级和发动机级模式的容错控制系统.任务级模式在发动机部件故障时,通过切换控制策略和控制模式达到恢复或降低发动机性能的要求;发动机级模式在控制回路失效时,根据故障情况切换到容错控制回路,从而保证发动机继续正常工作.数字仿真结果表明:在稳态或加速过程中出现部件故障时,容错控制系统都能够100%恢复发动机的推力;在发动机中间、慢车和节流状态下,当压气机转速控制回路失效时,容错控制系统能够在3s内平稳切换到风扇转速控制回路.

Aeroengine control and fault diagnosis method are integrated and fault-tolerant control system of mission level and engine level mode based on modal switching is designed.The task level mode can recover or reduce engine performance by switching control strategy and control mode in the event of engine component failure The engine level mode is switched to the fault-tolerant control circuit according to the fault condition when the control loop fails, so as to ensure the normal operation of the engine.The numerical simulation results show that the fault-tolerant control system is capable of 100% to restore the engine thrust; in the middle of the engine, slow and throttled state, when the compressor speed control loop failure, fault-tolerant control system can be smoothly switched to the fan speed control loop within 3s.