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凌彦聪,周文祥,朱平芳,曾建平.涡扇发动机的一类大包线系统建模[J].南京航空航天大学学报,2021,53(4):529-536
涡扇发动机的一类大包线系统建模
Modeling of a Large Envelope System for Turbofan Engine
投稿时间:2020-10-22  修订日期:2021-02-24
DOI:10.16356/j.1005-2615.2021.04.005
中文关键词:  涡扇发动机  系统辨识  多项式非线性系统  增益调度  非线性变参数系统
英文关键词:turbofan engine  system identification  polynomial nonlinear system  gain scheduling  nonlinear parameter-varying (NPV) system
基金项目:国家科技重大专项(2017-V-0004-0054)资助项目。
作者单位邮编
凌彦聪 厦门大学航空航天学院厦门 361005 361005
周文祥 南京航空航天大学能源与动力学院南京 210016 210016
朱平芳 厦门大学航空航天学院厦门 361005 361005
曾建平 厦门大学航空航天学院厦门 361005 361005
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中文摘要:
      基于涡扇发动机部件级模型,研究了具有非线性和时变特性的涡扇发动机非线性变参数系统建模问题。通过系统辨识的方法,以高压转子转速为调度变量,得到典型工作点的多项式非线性系统。在此基础上,借鉴增益调度思想,将高度和马赫数拟合成系统的时变参数,利用回归算法,建立大包线慢车以上非线性变参数(Nonlinear parameter-varying, NPV)模型。仿真表明,采用该方法建立的非线性系统与部件模型在单个转速状态时误差小于0.05%,非线性变参数模型与部件模型在大包线范围内的误差小于1%,验证了本文方法的可行性和有效性。
英文摘要:
      Based on the component-level model of turbofan engine, a modeling method for turbofan engine with nonlinear and time-varying characteristics is investigated. A polynomial nonlinear system with typical operating points is obtained by the method of system identification and taking the high pressure rotor speed as the scheduling variable. And based on the regression algorithm, a nonlinear parameter-varying model is established by the gain scheduling idea and taking the height and Mach number as the scheduling variable. The simulation results show that the error for nonlinear system and the component model established by the method is less than 0.05% in a single speed state, and the error for the nonlinear parameter-varying model and the component model is less than 1% in large envelope, which proves the feasibility and effectiveness of the proposed method.
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