Matlab模拟与实时仿真：涡轴发动机建模与控制系统研究

"该资源是一篇南京航空航天大学的硕士学位论文，主要探讨了如何基于Matlab进行涡轴发动机的建模与控制系统实时仿真研究。通过Matlab/Simulink建立了涡轴发动机的部件级模型，包括慢车以上状态的稳态和动态模型，以及起动模型。论文还涉及了采用目标机-宿主机模式的xPCTarget进行实时仿真验证，以及基于神经网络的PID控制算法设计。研究表明，这种基于Matlab的方法在实时性和仿真精度上满足要求，为涡轴发动机控制系统的研发提供了新途径。" 在这篇毕业论文中，作者首先介绍了航空发动机建模与控制系统实时仿真的重要性，特别是在减少试验成本、缩短研发周期和降低风险方面的作用。Matlab作为强大的仿真工具，其图形化建模和可视化功能被用来构建涡轴发动机的模型。 论文的核心内容分为几个部分： 1. **涡轴发动机慢车以上状态模型**：利用Matlab/Simulink建立部件级模型，采用牛顿拉普逊方法解决共同工作方程，构建稳态和动态模型，并通过全数字仿真进行验证。 2. **实时仿真验证**：借助Matlab的xPCTarget实时开发环境，采用目标机-宿主机模式进行仿真验证，确保模型的实时性能。 3. **涡轴发动机起动模型**：在缺乏部件特性数据的情况下，通过级堆叠法扩展低转速部件特性，并考虑起动过程中的燃烧效率、热传递和燃气发生器落压比分配等因素，建立起动过程的部件级模型，进行实时仿真后的起动性能分析。 4. **神经网络PID控制**：基于神经网络的PID控制算法被设计用于控制器，利用神经网络的非线性逼近能力优化PID参数组合，以提高控制效果，并在xPCTarget平台上进行仿真验证。 最后，论文的结论强调了这项研究的成果，即基于Matlab/Simulink的涡轴发动机建模和xPCTarget的实时仿真方案在实际应用中表现出良好的实时性和精度，为涡轴发动机控制系统的开发提供了一种有效的新方法。 关键词涵盖了涡轴发动机、部件级模型、起动模型、xPCTarget以及实时仿真技术，表明了研究的重点和技术路径。这是一项对航空工程领域具有实践指导意义的研究，尤其是在利用先进软件工具优化发动机设计和控制策略方面。