论文摘要：现代航空发动机液压机械控制系统仿真计算与设计

本文针对现代航空发动机液压机械控制系统功能繁多、结构复杂、对控制品质要求高的特点，在对控制系统原理及其设计思路深入分析的基础上，系统阐述了控制系统建模、仿真和设计计算的方法。使用仿真分析方法分析出了某型号转速控制器转速摆动问题的形成机理，并进行实验验证。首先，本文创建了液压机械控制系统通用仿真库，论述了仿真库中构件元素的模型和接口的设计方法，极大提高仿真速度，为解决复杂液压机械系统的仿真奠定基础。其次，深入分析了控制器各单元的工作原理、设计思路和调试方法，按功能和组成将液压机械控制器逐层划分为独立的功能模块进行建模，首次建立了带发动机的主燃油控制系统仿真模型。基于AMESim平台，对加力燃油和喷口数字电子控制系统进行了精确建模和仿真，提出数字控制器液压机械执行机构关键参数的调试方法。将喷口落压比液压机械控制器的控制结构和控制参数借鉴到数字电子控制器，实现了较好的控制效果。再次，在非线性模型的基础上，通过对典型的等压差计量装置线性模型的建立，提出了压力容腔法和结构分析方法建立系统线性模型的两种建模方法。通过典型位置伺服机构的设计，论述了设计凸轮型面坐标平面投影法的设计过程，揭示了伺服传感器低通滤波的设计思想。最后，论述了某型主燃油控制器模型，特别是斜盘柱塞泵模型的建模方法，对闭环转速控制器的原理进行了分析和仿真验证。通过频率特性的研究，发现转速控制器中的伺服比例控制器的交接频率与转速摆动的频率范围基本接近。根据比例伺服机构的特性，分析得到转速摆动的根源是伺服比例控制器的精度，并提出用频率特性实验测量伺服比例控制器的精度的方法。设计主燃油泵频率特性实验，在同等条件下，对故障泵和工艺泵分别进行频率特性实验，验证了转速摆动原因分析的正确性。本文建立的主燃油控制系统仿真平台在某型号发动机高空控制器的设计过程中进行了大量的试探设计工作，起到了重要的辅助作用。本文提出的用频率特性实验测量伺服比例控制器的精度的方法具有很强的工程实用性。

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