改进型超螺旋控制: 高空台进气压力控制的实时仿真研究

本篇论文深入探讨了基于实时仿真平台的高空台进气压力控制方法的研究。高空台进气压力控制系统对于模拟航空发动机的过渡态实验至关重要，因为这类实验需要高度精确且稳定的控制来确保试验的有效性和可靠性。针对传统控制系统在面对大流量变化干扰时存在的问题，作者提出了一个创新的解决方案。 首先，论文构建了一个实时仿真平台，以满足航空发动机过渡态实验的严苛需求。作者对dSPACE和RT-LAB等主流实时仿真系统进行了深入分析，并依托Matlab/XPC技术，设计并搭建了一个高效稳定的实时仿真环境，确保了控制系统的实时性和准确性。 其次，论文详细研究了高空台进气压力控制模型。通过对关键设备如阀门、容腔和液压系统的机理分析，作者建立了系统的部件级模型，这为后续控制方法的研究提供了坚实的数学基础。研究的重点在于理解这些组件如何影响进气压力，并优化控制策略。 进一步，作者针对高空台过渡态系统响应速度慢和超调量大的挑战，提出了改进型的超螺旋控制方法。该方法通过将传统的PD控制策略与超螺旋控制相结合，优化了滑模面设计，从而提高了系统的响应速度，降低了超调，改善了动态性能。此外，为了减少滑模控制可能带来的抖振问题，作者采用双曲反正切函数替代了符号函数，使得控制过程更加平滑，减少了控制系统的不连续性。 最后，论文在Matlab/XPC的实时仿真环境中对改进的超螺旋控制方法进行了实际验证。实验结果显示，这种方法显著增强了进气压力对发动机过渡态快速变化流量的适应能力，实现了压力的快速跟踪和稳定控制，证明了其在实际应用中的有效性。 总结来说，这篇硕士论文不仅构建了适合航空发动机测试的实时仿真平台，还通过改进的超螺旋控制技术，解决了高空台进气压力控制的关键问题，为提升高空模拟试验的精度和可靠性提供了新的控制策略。关键词包括高空台、进气压力控制、实时仿真平台、滑模控制和超螺旋控制，显示了研究的实用性和理论价值。