雙發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)建模與仿真*

(常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164)

1 概述

無(wú)人飛行器多采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，為了提高動(dòng)力輸出某型無(wú)人飛行器采用了兩臺(tái)二沖程活塞式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，通過離合裝置、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩汽油機(jī)的動(dòng)力匯合輸出帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，該飛行器屬于雙機(jī)單槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)。

該飛行器根據(jù)環(huán)境及任務(wù)的不同需要采用多種飛行狀態(tài)，這些狀態(tài)是通過螺旋槳槳距的調(diào)整來(lái)達(dá)到，而其轉(zhuǎn)速保持不變[1-2]，飛行器飛行中要按照預(yù)先設(shè)定軌跡在空中執(zhí)行飛行任務(wù)，在空中飛行的時(shí)候受到環(huán)境影響，例如地形、外界風(fēng)速等多種因素會(huì)引起螺旋槳轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載變化，從而導(dǎo)致飛行器姿態(tài)變化不能按照預(yù)先設(shè)定的軌跡進(jìn)行飛行[3,4]。為了保證飛行器的螺旋槳在各種環(huán)境、負(fù)載下均保持恒速，這就要求雙發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力匯合輸出功率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)由于環(huán)境引起的飛行器負(fù)載變化[5]。除了螺旋槳的恒速控制，還要進(jìn)行雙動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部?jī)砂l(fā)動(dòng)機(jī)的功率協(xié)調(diào)和平衡控制，否則長(zhǎng)時(shí)間大功率、大負(fù)荷工作的發(fā)動(dòng)機(jī)容易引起汽缸體過熱甚至損壞。此外，還要進(jìn)行雙動(dòng)力系統(tǒng)在動(dòng)力輸出時(shí)的耦合關(guān)系控制，因?yàn)榍S轉(zhuǎn)速由低速到熱車狀態(tài)再到巡航狀態(tài)，雙動(dòng)力系統(tǒng)間的動(dòng)力輸出在曲軸轉(zhuǎn)速上升過程中由于耦合而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生強(qiáng)烈扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)及機(jī)載設(shè)備損壞，這對(duì)飛行器很不利。為了減少實(shí)驗(yàn)成本，增加控制系統(tǒng)的可靠性有必要對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行理論分析并建立數(shù)學(xué)描述模型，通過建模仿真對(duì)實(shí)驗(yàn)有所指導(dǎo)。……