基于機(jī)載模型的航空動力裝置的在線解耦控制

陳思成，陳淑仙，安斯奇

(中國民用航空飛行學(xué)院，四川 廣漢 618307)

1 引言

航空動力裝置的控制系統(tǒng)是一種復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，工程中通常采用多變量控制方法進(jìn)行控制，隨著被控參數(shù)和控制回路的增多，各變量和回路間的耦合作用會越發(fā)明顯，這將導(dǎo)致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能變差，其中在控制系統(tǒng)中采用解耦方法是避免上述不足的有效途徑[1，2，3]。傳統(tǒng)解耦的方法依賴于解耦補(bǔ)償器與被控對象組成的廣義系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣為對角陣，從而實(shí)現(xiàn)將一個耦合影響的多變量系統(tǒng)化為無耦合的單變量系統(tǒng)[4]。但在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中有很多被控對象的模型都是非線性、參數(shù)未知且復(fù)雜的MIMO系統(tǒng)，對于航空動力裝置這樣的多變量控制系統(tǒng)更是如此，由于其工況點(diǎn)的變化，則傳統(tǒng)的解耦方法是不能滿足實(shí)際的控制要求的。所以之后又提出了自適應(yīng)解耦控制方法，文獻(xiàn)[5]和[6]提出的在線辨識的自適應(yīng)解耦控制方法具有良好的適應(yīng)性、跟蹤性及解耦能力。文獻(xiàn)[7-9]針對一類非線性的多變量系統(tǒng)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線解耦，該方法使得多變量耦合系統(tǒng)從靜態(tài)解耦轉(zhuǎn)為了動態(tài)解耦，對耦合系統(tǒng)具有更好的適應(yīng)性。

為了簡化非線性系統(tǒng)的解耦算法，本文提出一種基于機(jī)載(Linear Parameter Varying)LPV模型和結(jié)合傳統(tǒng)解耦結(jié)構(gòu)的在線解耦控制方法，該方法可根據(jù)實(shí)時的輸入求解出動力裝置對應(yīng)狀態(tài)下線性模型的系數(shù)矩陣，還可結(jié)合相對增益判據(jù)去判斷該狀態(tài)下系統(tǒng)的耦合程度，如果耦合程度滿足判據(jù)則以前饋補(bǔ)償解耦法在線生成解耦補(bǔ)償對動力裝置進(jìn)行解耦，最終以PID控制器實(shí)現(xiàn)被控系統(tǒng)的在線解耦控制。……