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电力系统装备中燃气轮机发电机组控制的研究与应用 被引量:1
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作者 李利生 张路 黄蕾 《中国设备工程》 2024年第6期9-12,共4页
电力系统装备中燃气轮机发电机组是一种重要的发电设备,其控制技术对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。本文介绍了燃气轮机发电机组的基本原理和组成,重点讨论了故障检测与诊断技术、发电机组优化调度技术、发电机组与电力... 电力系统装备中燃气轮机发电机组是一种重要的发电设备,其控制技术对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。本文介绍了燃气轮机发电机组的基本原理和组成,重点讨论了故障检测与诊断技术、发电机组优化调度技术、发电机组与电力系统的协调运行技术以及全权限数字电子控制技术(FADEC)等关键技术。探讨了常规控制策略和先进控制策略,包括负荷调节控制、频率调节控制、电压调节控制、模型预测控制、自适应控制和智能控制等,以提高电力系统的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 电力系统装备 燃气轮机控制 控制技术 控制策略
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光纤传输在航空发动机控制系统中的应用 被引量:1
2
作者 李琛 郑志洪 +1 位作者 文彬鹤 高凯 《航空发动机》 北大核心 2024年第5期153-159,共7页
为了提高发动机控制系统的耐电磁辐射能力,减轻系统传输电缆的质量,以全权限数字电子控制系统为基础,提出了一种基于光纤的系统重构和传输方案,开展光纤数据传输技术研究。设计了整套光纤链路的方案,完成了光纤组件的硬件加工,并在主、... 为了提高发动机控制系统的耐电磁辐射能力,减轻系统传输电缆的质量,以全权限数字电子控制系统为基础,提出了一种基于光纤的系统重构和传输方案,开展光纤数据传输技术研究。设计了整套光纤链路的方案,完成了光纤组件的硬件加工,并在主、备系统间建立光纤传输路径,对设计的光纤传输链路开展了半物理和整机试验验证。结果表明:光纤传输技术可用于航空发动机控制系统信号传输,设计的光纤传输链路可耐受发动机的恶劣机械环境,并能稳定可靠地传输数据;当主系统部分功能失效时,通过光纤传输可获取备份系统信号,实现主控系统的故障重构,提高了系统的可靠性。通过项目研究,为未来新一代分布式控制系统的研制积累了技术经验。 展开更多
关键词 光纤传输 航空发动机 控制系统 电磁防护 整机试验 分布式控制
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航空发动机控制系统抗干扰技术的研究与应用
3
作者 李利生 郭晓平 +1 位作者 黄蕾 吴杰 《信息记录材料》 2024年第5期109-111,114,共4页
航空发动机控制系统在现代航空工业中扮演着极其重要的角色。由于外部环境和系统内部因素的干扰,控制系统的工作稳定性和可靠性常常受到威胁。本文主要研究航空发动机控制系统的抗干扰技术,通过硬件和软件两方面的设计措施,提高系统对... 航空发动机控制系统在现代航空工业中扮演着极其重要的角色。由于外部环境和系统内部因素的干扰,控制系统的工作稳定性和可靠性常常受到威胁。本文主要研究航空发动机控制系统的抗干扰技术,通过硬件和软件两方面的设计措施,提高系统对干扰源的抵抗能力。硬件抗干扰设计采用高质量线缆传输、系统完整性屏蔽、低阻抗接地平面、高效电磁隔离和精确滤波等技术,软件抗干扰设计采用数字滤波算法处理传感器信号、设计鲁棒的控制算法、自适应滤波算法、故障检测和诊断算法等,可提高系统的抗干扰能力。 展开更多
关键词 发动机控制系统 抗干扰技术 屏蔽与接地 硬件设计 软件设计
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航空发动机控制系统及关键技术现状与展望 被引量:1
4
作者 高亚辉 倪烨斌 +2 位作者 姜成平 王欢 卢俊杰 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期577-596,共20页
航空发动机控制系统是航空发动机的安全关键系统,对发动机在飞行全包线范围内安全可靠产生推力或功率至关重要。本文阐述了航空发动机控制系统的演进历程,对架构设计、控制律设计、故障诊断与状态监视设计三大系统级关键核心技术以及仿... 航空发动机控制系统是航空发动机的安全关键系统,对发动机在飞行全包线范围内安全可靠产生推力或功率至关重要。本文阐述了航空发动机控制系统的演进历程,对架构设计、控制律设计、故障诊断与状态监视设计三大系统级关键核心技术以及仿真使能技术的发展情况进行总结分析,并对工程可应用性进行探讨,最后对未来的发展方向和重点研究内容进行展望,为新一代航空发动机控制系统设计提供一定参考。 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 架构设计 控制律 故障诊断 状态监视 仿真
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可变流通面积喷嘴在发动机数控系统半物理模拟试验中的应用
5
作者 邢耀东 朱桢叶 +1 位作者 薛成城 杨帆 《航空发动机》 北大核心 2024年第6期120-124,共5页
为了提升航空发动机数控系统半物理模拟试验的置信度,在试验过程中开展了燃烧室反压模拟研究。基于发动机的燃烧室喷嘴流量、压差特性,提出了一种基于可变流通面积喷嘴的试验方案。喷嘴采用机械活门式结构,通过型孔设计,保证流过喷嘴的... 为了提升航空发动机数控系统半物理模拟试验的置信度,在试验过程中开展了燃烧室反压模拟研究。基于发动机的燃烧室喷嘴流量、压差特性,提出了一种基于可变流通面积喷嘴的试验方案。喷嘴采用机械活门式结构,通过型孔设计,保证流过喷嘴的压差、流量满足试验要求。设计、加工了2支可变面积喷嘴,在半物理模拟试验台进行了验证。通过与发动机试车数据比较,结果表明:数控系统在进行半物理模拟试验时,主要工作压力数据与发动机试车时的基本一致,证明该方法是一种工程实用的燃烧室反压模拟方法。与传统的反压模拟方案相比,可变当量喷嘴结构简单,不需要复杂的燃烧室反压调节、控制系统。该方法适用于不同型号发动机控制系统半物理模拟试验。 展开更多
关键词 可变流通面积喷嘴 半物理模拟试验 数控系统 反压模拟 航空发动机
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航空发动机控制系统振动信号处理方法研究 被引量:11
6
作者 殷彬彬 张星星 《测控技术》 CSCD 2017年第10期50-52,58,共4页
针对航空发动机控制系统中对振动信号的监测需求,提出了一种基于多任务实时控制系统的振动信号实现方法。分析了FFT变换的基本原理和算法,提出了一种改进的FFT频域分析算法。同时,在有限的任务资源下,对振动信号的处理过程进行合理拆分... 针对航空发动机控制系统中对振动信号的监测需求,提出了一种基于多任务实时控制系统的振动信号实现方法。分析了FFT变换的基本原理和算法,提出了一种改进的FFT频域分析算法。同时,在有限的任务资源下,对振动信号的处理过程进行合理拆分,并在多个控制任务中对其进行交叉处理。最终实现了对发动机转子振动信号的解析处理及实时监控。经过大量的分析及试验验证,证明该方案能够较好地满足当前的试验需求,为航空发动机控制系统振动信号进一步的研究工作奠定了基础。 展开更多
关键词 航空发动机 振动信号 FFT 多任务控制 嵌入式控制
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1种弹用发动机控制系统高空转速超调控制技术应用研究 被引量:2
7
作者 仇小杰 林星辰 +2 位作者 王全胜 胡文霏 王琴 《航空发动机》 北大核心 2018年第3期31-35,共5页
为解决弹用发动机控制系统缺少发动机进口参数测量,无法实时对PI控制参数进行相似原理修正,从而导致地面点控制参数在高空不适用,产生发动机高空转速超调这一问题,基于压气机出口总压P_3重构发动机进口总压P_1对PI控制参数进行修正,设计... 为解决弹用发动机控制系统缺少发动机进口参数测量,无法实时对PI控制参数进行相似原理修正,从而导致地面点控制参数在高空不适用,产生发动机高空转速超调这一问题,基于压气机出口总压P_3重构发动机进口总压P_1对PI控制参数进行修正,设计了1种发动机进口参数测量不全条件下弹用发动机转速高空超调控制的方法。通过全数字仿真、半物理模拟试验、高空模拟试验及高空飞行试验验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 PI控制 相似原理 转速超调 参数修正 航空发动机
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航空发动机数控系统导叶容错控制研究 被引量:3
8
作者 张建伟 杨晛 《测控技术》 2019年第4期138-141,共4页
针对导叶传感器故障的问题,提出了一种采用增压比P3/P2控制导叶的航空发动机数控系统导叶容错控制方法。提出了导叶容错控制策略,给出了容错控制变量选择及控制规律确定的通用方法;建立了压比-导叶模型及伺服机构模型;在此基础上设计了... 针对导叶传感器故障的问题,提出了一种采用增压比P3/P2控制导叶的航空发动机数控系统导叶容错控制方法。提出了导叶容错控制策略,给出了容错控制变量选择及控制规律确定的通用方法;建立了压比-导叶模型及伺服机构模型;在此基础上设计了控制器。对控制系统开展了仿真分析,结果表明,系统具有足够的稳定性和较好的动态特性,说明该控制策略及控制算法是可行和有效的。 展开更多
关键词 发动机数控系统 导叶 容错控制 压比-导叶模型 仿真分析
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中等推力航空发动机喷口控制方法对比研究 被引量:1
9
作者 王松 高亚辉 +2 位作者 段绍栋 王建锋 王振华 《航空发动机》 北大核心 2020年第2期30-33,共4页
为提高中等推力航空发动机工作性能,对其喷口控制方法进行对比分析,并通过台架试验对喷口等落压比和喷口转差控制方法进行试验验证。结果表明:相比于等落压比控制方法,转差控制方法更利于精确调整发动机在节流状态下的性能,且可降低发... 为提高中等推力航空发动机工作性能,对其喷口控制方法进行对比分析,并通过台架试验对喷口等落压比和喷口转差控制方法进行试验验证。结果表明:相比于等落压比控制方法,转差控制方法更利于精确调整发动机在节流状态下的性能,且可降低发动机耗油率,更适合作为中等推力发动机的喷口控制计划;对全包线的各典型点进行验证,转差控制方法仍能满足发动机的控制性能要求,且实施方便、效果好。 展开更多
关键词 转差控制 落压比控制 控制方法 航空发动机
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航空发动机控制系统数字滤波算法设计对比研究 被引量:2
10
作者 张杰 赵飞 《电脑编程技巧与维护》 2017年第18期9-12,23,共5页
全权限数字电子控制系统——FADEC,是高性能航空发动机普遍采用的控制形式。借助于嵌入式处理系统完成信号的采集、处理、输出等任务。信号采集系统提供整个发动机控制系统的数据源头,输入信号处理的正确性、准确性将直接影响发动机的... 全权限数字电子控制系统——FADEC,是高性能航空发动机普遍采用的控制形式。借助于嵌入式处理系统完成信号的采集、处理、输出等任务。信号采集系统提供整个发动机控制系统的数据源头,输入信号处理的正确性、准确性将直接影响发动机的整体性能。在对比研究常用数字滤波算法的基础上,给出了各自数字滤波算法的程序设计实现,并给出FADEC系统数字滤波算法的选取原则。 展开更多
关键词 全权限数字电子控制系统 数字滤波 设计实现
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燃烧室压力模拟在发动机控制系统半物理模拟试验中的应用 被引量:1
11
作者 刘剑平 《计测技术》 2017年第S1期95-100,共6页
主要介绍了燃烧室压力模拟装置的设计过程以及控制方法,并根据该方法搭建了某型燃烧室压力模拟试验系统。结合某型号项目进行了试验验证,主要比对了燃烧室压力模拟对发动机控制系统半物理试验结果的影响,表明了实施燃烧室压力模拟对于... 主要介绍了燃烧室压力模拟装置的设计过程以及控制方法,并根据该方法搭建了某型燃烧室压力模拟试验系统。结合某型号项目进行了试验验证,主要比对了燃烧室压力模拟对发动机控制系统半物理试验结果的影响,表明了实施燃烧室压力模拟对于控制系统半物理试验的必要性。 展开更多
关键词 燃烧室压力 半物理试验 调节阀 压力-流量特性 自动控制
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某型涡扇发动机分布式容错控制系统设计与试验验证 被引量:3
12
作者 刘旭 张天宏 陈飞 《航空发动机》 北大核心 2019年第1期63-69,共7页
为了提高某型涡扇发动机控制系统的安全性和可靠性,提出1种分布式架构下的容错控制方案。基于模块级硬件冗余的思想,设计了包含7个智能节点的基于TTP/C(时间触发协议)总线的发动机分布式容错控制系统,可以实现核心控制节点的硬件备份。... 为了提高某型涡扇发动机控制系统的安全性和可靠性,提出1种分布式架构下的容错控制方案。基于模块级硬件冗余的思想,设计了包含7个智能节点的基于TTP/C(时间触发协议)总线的发动机分布式容错控制系统,可以实现核心控制节点的硬件备份。基于控制律重构的方法,采用模型参考变结构控制算法设计了容错控制器,可以根据系统故障情况将控制结构切换至无故障的控制回路中。搭建了涡扇发动机分布式容错控制系统硬件在环仿真试验环境,开展了容错控制系统的试验验证。结果表明:在核心控制节点故障时,容错控制系统可以在120 ms内快速启用热备份节点代替故障节点;在非核心控制节点故障时,容错控制系统可以在100 ms内完成控制回路的切换,并保证发动机各状态量不产生明显波动。 展开更多
关键词 分布式控制系统 容错控制 控制律重构 硬件在环仿真 涡扇发动机
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涡扇发动机全包线加速控制计划改进方法研究 被引量:8
13
作者 刘子赫 郑前钢 +2 位作者 刘明磊 胡春平 张海波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期340-347,共8页
加速控制计划直接影响了发动机的响应速度以及运行安全。为了提高发动机响应能力,提出了一种基于等温度线的发动机全包线加速控制计划。分别针对稳态和动态过程开展相似换算误差分析,证明并验证了关键参数在等风扇进口温度时,具有较高... 加速控制计划直接影响了发动机的响应速度以及运行安全。为了提高发动机响应能力,提出了一种基于等温度线的发动机全包线加速控制计划。分别针对稳态和动态过程开展相似换算误差分析,证明并验证了关键参数在等风扇进口温度时,具有较高相似换算精度的规律。基于此换算误差理论,提出全包线加速控制计划改进方法,该方法在不同等风扇进口温度下设计多条加速控制计划,再通过线性插值得到包线内不同等温线下的加速控制计划。结果表明,改进后的加速控制计划相比于传统单点优化得到的加速控制计划,发动机加速至最大转速的98%所需的时间缩短了7.2%,最大转速提升了1%,且风扇、压气机喘振裕度和涡轮前温度等均未超出限制值。因此,该方法相比于传统单点优化方法,既提升了在包线内获取的加速控制计划的精度,又确保了发动机在包线内安全稳定工作的前提下更好地发挥加速性能。 展开更多
关键词 涡扇发动机 加速控制计划 相似换算 等温线 全包线
原文传递
面向控制的超燃冲压发动机建模研究 被引量:1
14
作者 于兵强 廉志强 +3 位作者 周鑫 仇小杰 鲁峰 黄金泉 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第S02期18-25,共8页
建立了超燃冲压发动机的一维稳态模型。特别是对于三模态燃烧,引入一维气体动力学控制方程来描述流动的轴向分布。在稳态模型的基础上,推导出考虑体积效应的一维动态模型。模型运行结果表明,模型结果与实验数据吻合较好。最后,设计了三... 建立了超燃冲压发动机的一维稳态模型。特别是对于三模态燃烧,引入一维气体动力学控制方程来描述流动的轴向分布。在稳态模型的基础上,推导出考虑体积效应的一维动态模型。模型运行结果表明,模型结果与实验数据吻合较好。最后,设计了三输入一输出比例积分(Proportional-integral,PI)控制器。仿真结果表明,该模型能够满足超燃冲压发动机控制系统设计的要求。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 一维模型 动态模型 容积动力学
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针对网络时延的发动机PI控制系统稳定性分析和控制器设计 被引量:2
15
作者 李义炜 潘慕绚 +1 位作者 仇小杰 黄金泉 《航空发动机》 北大核心 2021年第S01期93-99,共7页
针对航空发动机分布式控制系统中的通信时延问题,进行了PI控制系统稳定性及控制设计。基于Nyquist稳定性判据分析比例系数K_(p)的稳定域,进一步采用等效开环传递函数分析积分增益K_(i)的稳定域,获得时延上界依赖型PI控制器参数稳定域。... 针对航空发动机分布式控制系统中的通信时延问题,进行了PI控制系统稳定性及控制设计。基于Nyquist稳定性判据分析比例系数K_(p)的稳定域,进一步采用等效开环传递函数分析积分增益K_(i)的稳定域,获得时延上界依赖型PI控制器参数稳定域。基于参数稳定域设计某涡扇发动机分布式控制系统的时延PI控制器,并进行了数字仿真。结果表明:在时延上界为0.3 s时,基于参数稳定域设计的PI控制器可保证被控系统的稳定性,系统无稳态误差,转速控制系统超调量不超过0.38%;反之,基于控制器参数非稳定域设计的控制器使被控系统的性能显著恶化。 展开更多
关键词 分布式控制系统 时延PI控制 参数稳定域 Nyquist判据 等效开环传递函数 航空发动机
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基于机器视觉的装车臂自动对接系统研究
16
作者 孙泽昆 陆永华 +2 位作者 朱赟 冯是公 秦栋成 《测试技术学报》 2024年第4期427-434,共8页
针对装车臂对接依赖人工推动,操作困难,工作效率低等问题,设计研究一种基于机器视觉的LNG陆用装车臂自动对接系统,包括在划定停车区域内自动对接的目标检测定位及控制方法,实现无人状态下的智能对接。通过伺服电机位置环控制关节角度并... 针对装车臂对接依赖人工推动,操作困难,工作效率低等问题,设计研究一种基于机器视觉的LNG陆用装车臂自动对接系统,包括在划定停车区域内自动对接的目标检测定位及控制方法,实现无人状态下的智能对接。通过伺服电机位置环控制关节角度并记录旋转位置;基于几何投影法及装车臂结构特性简化运动学算法,提高计算效率,并通过D-H方法建立运动学模型,计算运动范围并对几何投影法验证;基于深度学习及图像处理算法实现目标检测;依据相机标定获得的相机内参、多点深度信息及目标检测结果,通过单目定位原理实现三维视觉,最终实现自动对接。对车辆停靠区域内的法兰进行试验,结果显示,系统对接成功率达99%,且相对手动对接时间缩短40%。装车臂自动对接系统可有效应用于LNG接收站的装卸车工作,对实现自动化对接有一定的参考价值。 展开更多
关键词 LNG陆用装车臂 机器人运动学 机器视觉 目标检测 自动对接
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基于指针排序的快速中值滤波算法研究 被引量:1
17
作者 张博 张杰 +1 位作者 骆伟 周毅 《机械制造与自动化》 2024年第2期175-178,242,共5页
为实现航空发动机控制系统采集信号的快速中值滤波,设计一种基于指针排序的快速中值滤波算法,将中值滤波过程分解为窗口数据更新和窗口数据中值求取两个算法片段。针对窗口数据更新算法片段,提出一种环形数据窗口更新算法,通过指针指向... 为实现航空发动机控制系统采集信号的快速中值滤波,设计一种基于指针排序的快速中值滤波算法,将中值滤波过程分解为窗口数据更新和窗口数据中值求取两个算法片段。针对窗口数据更新算法片段,提出一种环形数据窗口更新算法,通过指针指向平移实现数据窗口的滑动,缩短了窗口数据更新的耗时。针对窗口数据中值求取算法片段,提出一种基于指针排序的数据比较和移位算法,在运算内存开销较小的情况下实现了窗口数据中值的快速求取。实验结果表明:基于指针排序的快速中值滤波算法能够在耗时减少的情况下,实现信号随机噪声的有效滤除。 展开更多
关键词 航空发动机 控制系统 中值滤波 指针 排序算法 快速排序
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面向多通道冗余系统的FPGA硬件脉冲同步方法研究
18
作者 季浩 刘凯 +3 位作者 孙献毓 王忠尉 杨国均 姚佳烽 《机械制造与自动化》 2024年第3期10-14,共5页
提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件脉冲同步方法以保证冗余系统数据交互、任务调度的可靠性。以三通道冗余系统为例,每个通道都接收3个通道的脉冲信号输入,对3个通道的脉冲信号进行排序,确定主控通道的脉冲同步信号;捕获主控脉... 提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件脉冲同步方法以保证冗余系统数据交互、任务调度的可靠性。以三通道冗余系统为例,每个通道都接收3个通道的脉冲信号输入,对3个通道的脉冲信号进行排序,确定主控通道的脉冲同步信号;捕获主控脉冲的信号边沿,计算与另外两个通道的同步偏差;设置不同粒度的调整区间,偏差大进行多周期调整,偏差小则进行单周期调整;建立基于FPGA的硬件脉冲同步仿真平台并进行测试分析。仿真结果表明:脉冲同步精度可达到20 ns,同步建立时间不超过470 ms,满足了多通道冗余系统的同步需求。 展开更多
关键词 冗余 多通道 硬件同步 FPGA
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涡扇发动机最小红外特征模式性能寻优控制研究 被引量:5
19
作者 柳亚冰 徐植桂 +3 位作者 叶东鑫 陈浩颖 郑前钢 张海波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1168-1177,共10页
为抑制涡扇发动机排气系统的红外特征,提出一种基于红外预测模型的最小红外特征模式性能寻优控制。首先,建立一种排气系统正后向红外辐射强度简化预测模型,该预测方法考虑了排气系统内高温部件和尾喷流的红外辐射,以及尾喷流对高温部件... 为抑制涡扇发动机排气系统的红外特征,提出一种基于红外预测模型的最小红外特征模式性能寻优控制。首先,建立一种排气系统正后向红外辐射强度简化预测模型,该预测方法考虑了排气系统内高温部件和尾喷流的红外辐射,以及尾喷流对高温部件红外辐射的吸收作用,具有可信的仿真精度;其次,基于涡扇发动机部件级实时仿真模型,增加了从外涵引气冷却中心锥和尾喷管扩张段内壁的冷却结构和红外预测模块;最后,基于该模型探索了最小红外特征模式的优化原理,并选用可行序列二次规划(FSQP)算法,通过控制高温壁面冷却气的流量,主燃烧室的燃油量以及尾喷管喉道面积,对两个亚声速巡航状态的工作点进行实时优化。仿真结果表明:在满足发动机推力恒定以及其他约束条件的前提下,发动机通过最小红外特征模式性能寻优控制,其排气系统后向红外辐射下降了30%以上,红外抑制效果显著。 展开更多
关键词 涡扇发动机 红外特征 性能寻优控制 高温壁面冷却 排气系统
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故障树分析方法在FADEC控制软件中的应用研究 被引量:6
20
作者 张杰 徐一初 《测控技术》 CSCD 2018年第12期22-25,共4页
故障树分析方法已被广泛应用在工业系统中,但在软件行业中的应用比较少,在航空发动机全权限数字电子控制系统的控制软件中的应用更是不多见。首先介绍了软件故障树分析方法的原理,并结合某型航空发动机数控系统控制软件出现的故障依据... 故障树分析方法已被广泛应用在工业系统中,但在软件行业中的应用比较少,在航空发动机全权限数字电子控制系统的控制软件中的应用更是不多见。首先介绍了软件故障树分析方法的原理,并结合某型航空发动机数控系统控制软件出现的故障依据故障树分析方法进行实例化建模、分析。分析结果表明:故障树分析法在定位方面具有简明、直观等特点,在航空发动机控制软件故障定位过程中使用该方法,有助于提高问题定位的效率,提升软件可维护性。 展开更多
关键词 故障树分析 FADEC 控制软件 定位问题 可维护性
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