新结构LADRC在变循环发动机解耦控制中的应用

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1、第４５卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．５２０１５年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１５新结构ＬＡＤＲＣ在变循环发动机解耦控制中的应用谢振伟，郭迎清（西北工业大学动力与能源学院，陕西西安７１０１２９）摘要：在线性自抗扰控制器（ＬＡＤＲＣ）中增加了一个新的线性扩张状态观测器（ＬＥＳＯ），使用虚拟控制量的数据和输出数据来观测对总扰动的估计误差，提出了一种新结构的ＬＡＤＲＣ。将变循环发动机控制回路之间的耦合视为总扰动的一部分，使用三个ＬＡＤＲＣ实时地观测回路中的总扰动

2、并在控制信号中进行补偿，实现了三个闭环控制回路的解耦控制。分别使用传统ＬＡＤＲＣ和新结构ＬＡＤＲＣ实现了解耦控制系统。仿真研究显示：基于ＬＡＤＲＣ的变循环发动机解耦控制具有较好的抗扰性能，使用新结构ＬＡＤＲＣ的解耦控制具有更好的解耦效果和抗扰性能。关键词：变循环发动机；线性自抗扰控制；扩张状态观测器；新结构；解耦控制中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１５）０５-００６８-０５ApplicationofNewStructureLADRCinVariableCycleEngin

3、eDecouplingControlＸＩＥＺｈｅｎ-ｗｅｉ，ＧＵＯＹｉｎｇ-ｑｉｎｇ（SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolyetchnicalUniversity，Xi′an７１００７２，China）Absrtact：Ａｎｅｗｌｉｎｅａｒｅｘｔｅｎｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ（ＬＥＳＯ）ｗａｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｌｉｎｅａｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＬＡＤＲＣ）．Ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｃｏｎｔｒｏｌ

4、ｖａｌｕｅａｎｄｏｕｔｐｕｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｅｓｔｉｍａ－ｔｉｎｇｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．ＡｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＬＡＤＲＣｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｍｏｎｇｖａｒｉａｂｌｅｃｙｃｌｅｅｎｇｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐｓｗａｓｔｒｅａｔｅｄａｓｐａｒｔｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｏｔａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆｔｈｅｌｏｏｐｉｎｒｅａｌｔｉｍｅａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｉ

5、ｔｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｂｙｔｈｒｅｅＬＡＤＲＣｓ，ｔｈｒｅｅｃｌｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐｗｅｒｅｄｅｃｏｕｐｌｅｄ．ＴｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅＬＡＤＲＣａｎｄｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅＬＡＤＲＣｗｅｒｅｕｓｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｃｙｃｌｅｅ

6、ｎｇｉｎｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎＬＡＤＲＣｗａｓｇｏｏｄ．Ｔｈｅｄｅ－ｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｂｕｉｌｔｂｙＬＡＤＲＣｗｉｔｈｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｄｂｅｔｔｅｒｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Keywrods：ｖａｒｉａｂｌｅｃｙｃｌｅｅｎｇｉｎｅ；ＬＡＤＲＣ；ＥＳＯ；ｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ引言动的情况下保持其设计品质，并提出采用连续理

7、解和［５］测量的控制原理。关肇直在文献［６－７］中总结了航空发动机是一个结构复杂、强非线性的被控对现代控制理论包括抗扰理论的研究情况，提出要真正象。在飞行包线内，航空发动机随着工作环境和工作［１］用于实际，应当敢于简化，善于简化，使最终设计的系状态的变化，其气动和热力过程将发生很大的变化。统简单可靠。系统与控制专家韩京清在文献［８］中指与常规涡扇发动机相比，变循环发动机具有更多的可［２］出，线性系统和非线性系统在一定条件下都可以通过变几何。如果采用基于经典控制理论的单变量控反馈转换成积分器串联形式，并称积分器

8、串联型为反制，所构成的多个回路系统不仅结构复杂，需要整定的［９］［３］馈系统的基本结构。在此基础上提出了控制论的思参数较多，而且难以解决多个回路之间的耦合影响。想和自抗扰控制（ＡｃｔｉｖｅＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，我国古代的指南车已经采用了通过观测扰动并消［１０］［４］ＡＤＲＣ）理论，首先将系统中的未建模部分（内扰）除其影响的抗扰控制方法。１９５４年，著名科学家钱和影响