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辅助动力装置的自抗扰控制方法

仇小杰 张宇飞 李业波

仇小杰, 张宇飞, 李业波. 辅助动力装置的自抗扰控制方法[J]. 航空动力学报, 2024, 39(2):20220035 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220035
引用本文: 仇小杰, 张宇飞, 李业波. 辅助动力装置的自抗扰控制方法[J]. 航空动力学报, 2024, 39(2):20220035 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220035
QIU Xiaojie, ZHANG Yufei, LI Yebo. Active disturbance rejection control method of auxiliary power unit[J]. Journal of Aerospace Power, 2024, 39(2):20220035 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220035
Citation: QIU Xiaojie, ZHANG Yufei, LI Yebo. Active disturbance rejection control method of auxiliary power unit[J]. Journal of Aerospace Power, 2024, 39(2):20220035 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220035

辅助动力装置的自抗扰控制方法

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220035
基金项目: 国家重点基础研究(J2019-Ⅴ-0003-0094)
详细信息
    作者简介:

    仇小杰(1984-),男,研究员,博士,主要从事航空发动机控制方面的研究

  • 中图分类号: V235.12

Active disturbance rejection control method of auxiliary power unit

  • 摘要:

    辅助动力装置常被抽取轴功率、空气质量流量用于发电、引气,为降低该过程对涡轮发动机造成的干扰,提升原控制系统的抗扰性能,研究了自抗扰控制方法及其参数化设计方法,以便在工程应用中能够根据线性化模型设计相应的控制参数,并在某型辅助动力装置模型上开展基于传统的增益调度PI控制方法与自抗扰控制方法的数值仿真验证。结果表明:自抗扰控制在保持与PI控制基本性能相似的前提下,具有更优的抗发电和引气干扰的能力,在干扰出现时能够更快速地恢复至原工作状态,转速波动量减少了35%,转速调节时间缩短了9%,具有良好的实际工程应用潜力。

     

  • 图 1  增益调度PI控制原理图

    Figure 1.  Gain scheduling PI control schematic diagram

    图 2  自抗扰控制方法结构原理图

    Figure 2.  Active disturbance rejection control schematic diagram

    图 3  误差反馈结构原理图

    Figure 3.  Error feedback schematic diagram

    图 4  两种控制方法全数字仿真框图

    Figure 4.  Full digital simulation of two control methods diagram

    图 5  两种算法APU转速阶跃控制仿真结果

    Figure 5.  Simulation results of two algorithms for APU speed step control

    图 6  两种算法APU加减速控制仿真结果

    Figure 6.  Simulation results of two algorithms for APU acceleration and deceleration control

    图 7  发电功率指令

    Figure 7.  Command of generation power

    图 8  两种算法APU发电功率变指令控制结果

    Figure 8.  Simulation results of two algorithms for APU generation power change command control

    图 9  发动机引气量指令

    Figure 9.  Command of engine bleed

    图 10  两种算法APU引气量变指令控制结果

    Figure 10.  Simulation results of two algorithms for APU bleed change command control

    图 11  发电功率和引气量指令

    Figure 11.  Command of generation power and bleed

    图 12  两种算法APU发电功率和引气量变指令控制结果

    Figure 12.  Simulation results of two algorithms for APU generation power and bleed change command control

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  • 收稿日期:  2022-01-19
  • 网络出版日期:  2023-09-27

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