孫健國、李秋紅、楊剛、張海波編著的《航空燃氣渦輪發(fā)動機控制(精)》主要以大飛機用的航空燃氣渦輪發(fā)動機為被控對象，以發(fā)動機全權限數字式電子控制(FADEC)為核心，闡述了發(fā)動機控制系統(tǒng)的基本原理、發(fā)展與展望；發(fā)動機建模；發(fā)動機穩(wěn)態(tài)控制；發(fā)動機過渡態(tài)控制；發(fā)動機先進控制技術；發(fā)動機容錯控制；發(fā)動機健康管理，并介紹了一種大飛機發(fā)動機典型控制系統(tǒng)。
本書可作為從事燃氣渦輪發(fā)動機控制專業(yè)以及總體專業(yè)的科研、設計與教學人員的參考書，也可作為相關專業(yè)高年級本科生、碩士生和博士生的參考書。
緒論
1.1 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的組成、功能和基本原理2
1.1.1 控制系統(tǒng)的組成
1.1.2 控制系統(tǒng)的功能和基本原理
1.2 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的發(fā)展及展望
1.2.1 數字式電子控制
1.2.2 多變量控制
1.2.3 綜合控制
1.2.4 容錯控制
1.2.5 分布式控制
1.2.6 模型基控制
1.2.7 健康管理
1.2.8 主動控制
1.3 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的設計要求
1.3.1 性能要求 緒論
1.1 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的組成、功能和基本原理2
1.1.1 控制系統(tǒng)的組成
1.1.2 控制系統(tǒng)的功能和基本原理
1.2 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的發(fā)展及展望
1.2.1 數字式電子控制
1.2.2 多變量控制
1.2.3 綜合控制
1.2.4 容錯控制
1.2.5 分布式控制
1.2.6 模型基控制
1.2.7 健康管理
1.2.8 主動控制
1.3 航空燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)的設計要求
1.3.1 性能要求
1.3.2 可靠性要求
1.3.3 重量要求
1.3.4 維修性要求
2 航空燃氣渦輪發(fā)動機的建模與仿真
2.1 引言
2.1.1 發(fā)動機數學模型的種類
2.1.2 對模型的要求
2.1.3 建模方法
2.2 部件級模型
2.2.1 穩(wěn)態(tài)部件級模型及其仿真
2.2.2 動態(tài)部件級模型及其仿真
2.2.3 容積動力學和傳熱動力學
2.2.4 改善模型收斂性的方法
2.2.5 提高模型實時性的措施
2.3 狀態(tài)變量模型
2.3.1 偏導數法
2.3.2 擬合法
2.3.3 需注意的幾個問題
2.4 智能模型
2.4.1 人工神經網絡模型
2.4.2 遺傳算法建模
2.5 自適應模型
2.5.1 自適應模型概述
2.5.2 輸入轉換模塊
2.5.3 狀態(tài)變量模型模塊
2.5.4 增廣狀態(tài)變量模型模塊
2.5.5 卡爾曼濾波器模塊
2.5.6 神經網絡模塊
2.5.7 穩(wěn)態(tài)基線模型模塊
2.5.8 輸出轉換模塊
2.5.9 非線性計算模塊
2.5.10 仿真結果
2.6 組件對象模型
2.6.1 引言
2.6.2 組件化設計思想
2.6.3 COM接口
2.6.4 動態(tài)鏈接庫
2.6.5 部件模型的組件化
2.6.6 組建發(fā)動機模型
3 航空燃氣渦輪發(fā)動機穩(wěn)態(tài)控制
3.1 發(fā)動機穩(wěn)態(tài)共同工作及控制計劃
3.1.1 發(fā)動機的共同工作
3.1.2 渦扇發(fā)動機的控制計劃
3.2 單轉子發(fā)動機穩(wěn)態(tài)控制
3.2.1 單轉子發(fā)動機控制零極點對消法設計
3.2.2 單轉子發(fā)動機控制根軌跡和頻率響應設計
3.2.3 PID控制參數對發(fā)動機響應的影響
3.3 雙轉子(渦扇)發(fā)動機穩(wěn)態(tài)控制
3.3.1 不帶執(zhí)行機構動力學的雙轉子(渦扇)發(fā)動機P1控制律設計
3.3.2 帶有執(zhí)行機構動力學的雙轉子(渦扇)發(fā)動機PID控制律設計
3.4 發(fā)動機控制量的選擇——用燃油流量比作為控制變量
3.5 航空發(fā)動機控制的全包線擴展
4 航空燃氣渦輪發(fā)動機過渡態(tài)控制
4.1 發(fā)動機過渡態(tài)控制總述
4.1.1 發(fā)動機起動過程控制要求
4.1.2 發(fā)動機加速過程控制要求
4.1.3 發(fā)動機減速過程控制要求
4.2 過渡態(tài)控制設計方法
4.2.1 基于程序的過渡態(tài)控制(開環(huán)控制)
4.2.2 基于轉加速度(n)的過渡態(tài)控制(閉環(huán)控制)
4.3 加減速控制
4.3.1 基于程序的加、減速控制
4.3.2 基于i的加、減速控制
4.4 加速控制過程中的非線性
4.4.1 增益調參
4.4.2 抗積分飽和
4.5 限制保護控制器設計
4.6 控制綜合
4.6.1 單轉子發(fā)動機控制器綜合
4.6.2 雙轉子發(fā)動機控制器綜合
5 航空燃氣渦輪發(fā)動機先進控制技術
5.1 發(fā)動機魯棒控制
5.1.1 發(fā)動機ALQR控制方法
5.1.2 發(fā)動機H∞／LTR控制技術
5.2 發(fā)動機智能控制
5.2.1 發(fā)動機自適應神經網絡PID控制
5.2.2 發(fā)動機神經網絡逆模型PI控制
5.3 發(fā)動機性能蛻化緩解控制
5.3.1 性能蛻化緩解控制機理
5.3.2 推力估計技術
5.3.3 性能蛻化緩解控制器設計
5.4 發(fā)動機綜合性能實時優(yōu)化控制
5.4.1 概述
5.4.2 發(fā)動機性能尋優(yōu)控制原理
5.4.3 發(fā)動機性能尋優(yōu)控制算法
5.4.4 性能尋優(yōu)用的機載發(fā)動機模型
5.4.5 發(fā)動機性能尋優(yōu)控制數字仿真驗證
5.5 發(fā)動機渦輪主動間隙控制
5.5.1 概述
5.5.2 發(fā)動機渦輪葉尖間隙模擬及主動控制原理
5.5.3 數字仿真驗證
5.6 發(fā)動機主動穩(wěn)定性控制
5.6.1 概述
5.6.2 基于相關度測量的主動穩(wěn)定性控制技術原理
5.6.3 發(fā)動機主動穩(wěn)定性控制器設計
5.6.4 基于壓力相關度測量的主動穩(wěn)定性控制仿真算例
6 航空燃氣渦輪發(fā)動機容錯控制
6.1 基于系統(tǒng)重構的多通道容錯控制
6.1.1 故障檢測
6.1.2 余度技術
6.1.3 容錯控制
6.2 基于支持向量機的傳感器解析余度技術
6.2.1 約簡最小二乘支持向量機
6.2.2 在線訓練約簡最小二乘支持向量機
6.2.3 基于在線RLssVR的航空發(fā)動機傳感器解析余度
6.3 基于離線訓練神經網絡的傳感器解析余度技術
6.3.1 基于BP神經網絡的穩(wěn)態(tài)智能映射模塊
6.3.2 基于BP神經網絡的動態(tài)智能修正模塊
6.3.3 基于Kalman濾波器的發(fā)動機蛻化影響補償模塊
6.4 基于控制器切換的主動容錯控制
6.5 基于模型的執(zhí)行機構故障診斷技術
6.5.1 執(zhí)行機構故障診斷系統(tǒng)設計
6.5.2 執(zhí)行機構模型
6.5.3 發(fā)動機逆模型
6.5.4 執(zhí)行機構故障診斷仿真
7 航空燃氣渦輪發(fā)動機健康管理
7.1 健康管理系統(tǒng)概述
7.1.1 機載健康管理系統(tǒng)
7.1.2 地面健康管理系統(tǒng)
7.1.3 健康管理系統(tǒng)的信息處理
7.2 發(fā)動機健康監(jiān)視系統(tǒng)
7.2.1 發(fā)動機健康監(jiān)視系統(tǒng)體系結構
7.2.2 發(fā)動機結構健康監(jiān)視系統(tǒng)
7.2.3 發(fā)動機氣路健康監(jiān)視系統(tǒng)
7.3 基于模型的發(fā)動機健康評估
7.3.1 對象分析
7.3.2 奇異值分解方法
7.3.3 基于奇異值分解的健康分析
7.4 發(fā)動機故障定位技術
7.4.1 最小二乘支持向量分類機
7.4.2 極端學習機
7.4.3 傳感器與部件故障診斷系統(tǒng)
8 大飛機渦扇發(fā)動機典型控制系統(tǒng)
8.1 發(fā)動機燃油系統(tǒng)概述
8.2 發(fā)動機燃油系統(tǒng)工作原理
8.3 燃油供給和分配系統(tǒng)
8.3.1 燃油供油管道
8.3.2 具有離心增壓級和主齒輪級的燃油泵
8.3.3 燃油／滑油熱交換器
8.3.4 燃油濾
8.3.5 燃油濾壓差開關
8.3.6 伺服燃油加熱器
8.3.7 液壓機械裝置(HMu)
8.3.8 燃油流量變送(傳感)器
8.3.9 燃油溫度傳感器
8.3.10 燃油總管
8.3.11 燃油噴嘴
8.3.12 燃燒室排油閥
8.4 FADEC系統(tǒng)
8.4.1 概述
8.4.2 FADEC功能
8.4.3 FADEC接收的輸入信號
8.4.4 FADEC的核心部件ECU
8.4.5 ECU接口
8.4.6 發(fā)動機控制的又一重要部件HMU
8.4.7 FADEC的其他外圍元部件
8.5 發(fā)動機起動控制
8.5.1 發(fā)動機起動概述
8.5.2 起動／點火
8.5.3 正常自動起動
8.5.4 正常手動起動
8.5.5 發(fā)動機運轉
8.6 渦輪主動間隙控制系統(tǒng)
8.6.1 高壓渦輪主動間隙控制系統(tǒng)
8.6.2 低壓渦輪主動間隙控制系統(tǒng)
8.7 壓氣機控制
8.7.1 可變放氣閥(VBV)控制系統(tǒng)
8.7.2 可變靜止葉片(VSV)控制系統(tǒng)
8.8 反推力控制
8.9 功率控制
8.9.1 油門控制
8.9.2 油門控制桿
8.9.3 反推力裝置控制桿
8.9.4 油門控制手感裝置
8.9.5 ENG／MASTER控制
附錄A 8縮寫符號和專用名詞說明
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