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作者:李睿超;虞超;姚竞豪;郭迎清;王兵;王向阳;
单位:西北工业大学动力与能源学院;清华大学航天航空学院;清华大学航空发动机研究院;
摘要:面向飞/推一体化控制需求,开展涡扇发动机推力快速响应控制研究,提出了适用于推力最小相位系统的冗余控制方案。研究内容包括:(1)借鉴阀位控制思想,提出在传统燃油流量(Wf)回路基础上增设尾喷口喉道面积(A_8)回路,通过挖掘冗余执行器变化速率潜力,提高推力响应速度,降低了对于燃油泵快速作动的需求,同时该方法可以使喷口在推力响应过程逐渐回中,系统具备持续的推力快速调节能力;(2)分析了A_8调节推力的物理机理,指出容腔压力动力学主导的部件间流量匹配过程使得A_8对推力具有直馈作用,是提高推力响应速度的有效途径。基于发动机部件级模型的评估结果表明,本文提出的方法在执行机构存在速率限制的情况下,实现了推力10 rad/s闭环带宽和A_8回中的设计目标,方法可行、有效。在推力响应过程中,A_8直馈作用对推力变化的贡献度最高时超过50%。随着对于推力控制模式和推力响应速度的日趋关注,应对容腔内的压力动态过程给予充分的重视。
关键词:航空发动机;;推力控制;;推力快速响应;;冗余执行器;;最小相位系统
基金资助:国家科技重大专项~~