基于攻角预测模型的航空发动机高稳定性控制_陈霆昊1

动机在这些极端条件下的稳定工作成为了航空工程领域的重要课题。本文由陈霆昊、张海波和孙健国三位研究人员在2010年7月的《航空动力学报》上发表，主要探讨了如何利用攻角预测模型来实现航空发动机在超机动飞行中的高稳定性控制。 超机动飞行是现代战斗机的主要特性之一，它要求飞机能在大攻角下进行快速机动，这会导致发动机进气道流场发生严重畸变。传统控制方法在这种情况下可能无法确保发动机稳定运行，甚至可能导致发动机熄火（即发动机失速）。为解决这一问题，作者提出了基于攻角预测的发动机控制策略。 他们建立了一个进气道攻角预测模型。这个模型能够实时估计发动机进口流场的畸变程度，为控制系统的决策提供关键信息。通过预测未来攻角的变化，系统可以提前做出反应，调整发动机的工作状态以适应即将发生的流场变化。 然后，研究人员采用了增广线性二次型调节器（ALQR）方法设计高稳定性控制器。ALQR是一种优化控制理论，它可以处理非线性系统并考虑系统性能指标，如稳定性、快速响应和抗干扰能力。在这个应用中，ALQR被用来基于攻角预测模型动态调整发动机参数，确保在超机动飞行条件下发动机保持稳定工作。 为了验证该控制策略的有效性和可行性，作者在发动机与三自由度飞机的综合模型平台上进行了数字仿真。仿真结果显示，提出的控制概念能够在大攻角飞行任务中有效抑制发动机的不稳定现象，证明了该方法的理论价值和实际应用潜力。 此研究对于提升未来航空发动机的控制性能，特别是应对极端飞行条件下的稳定性问题具有重要意义。通过攻角预测和先进的控制策略，可以增强战斗机在超机动状态下的生存能力和战斗效能。同时，这种方法也为其他面临类似问题的复杂动力系统控制提供了有价值的参考。 陈霆昊等人的研究深入探讨了航空发动机在超机动飞行中的稳定性控制问题，提出了一种基于攻角预测模型和ALQR的新型控制方案，并通过数字仿真验证了其实用性。这一成果不仅对于航空动力学的发展有所贡献，也为实际工程应用提供了理论支持。