航空动力控制系统仿真与实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1仿真的基本概念 1

1.1.1仿真的定义 1

1.1.2仿真遵循的原则 1

1.1.3仿真的分类 2

1.1.4实物回路仿真、半物理仿真和人在回路仿真 6

1.1.5计算机仿真系统的三要素 7

1.2数字仿真的基本过程 8

1.3仿真技术的发展与趋势 10

1.3.1仿真技术的发展 10

1.3.2国内外技术现状 11

1.3.3仿真技术的发展趋势 13

1.4仿真技术的应用 13

习题 15

第2章 数值积分法仿真连续系统 17

2.1系统和模型 17

2.1.1系统 17

2.1.2系统的数学模型 18

2.1.3数学模型的分类 18

2.2连续系统的数学模型与仿真模型 20

2.2.1微分方程与状态方程 20

2.2.2面向系统结构图的仿真模型 25

2.3连续系统数值积分法的基本概念 31

2.4龙格-库塔法 32

2.5亚当姆斯法 36

2.6数值积分法中的若干问题 38

2.6.1计算收敛性与稳定性 38

2.6.2 计算精度 40

2.6.3积分方法、步长、阶数的选择 41

2.6.4 Stiff方程 44

2.7数字仿真程序 47

2.7.1面向传递函数的仿真程序 47

2.7.2面向状态方程的仿真程序 50

2.8循序渐进仿真航空动力控制系统 51

2.8.1电液伺服阀 51

2.8.2燃油计量装置 59

2.8.3带刚性反馈的滑阀式液压放大器 67

习题 71

第3章 连续系统的离散化仿真 72

3.1替换法 72

3.1.1简单替换法 73

3.1.2双线性变换法 74

3.2根匹配法 79

3.2.1根匹配法的步骤 79

3.2.2 根匹配法的稳定性和精度 83

3.3离散相似法 85

3.3.1离散相似法的含义和特点 85

3.3.2 连续系统状态方程离散化 86

3.3.3典型环节的离散系数及差分方程 87

3.3.4典型非线性环节仿真 93

3.3.5纯滞后环节仿真 96

3.4增广矩阵法 98

3.4.1增广矩阵法的基本思想 98

3.4.2不同输入信号下的增广状态方程 99

3.5数字仿真程序设计 103

3.5.1线性系统的离散相似法仿真程序设计 104

3.5.2 非线性系统离散相似法仿真程序设计 105

3.6用z变换法建立系统的差分方程 107

3.7离散模型的精度和稳定性 114

3.7.1采样周期的影响 114

3.7.2保持器的影响 116

3.8采用补偿器提高仿真模型的稳定性和精度 119

3.9循序渐进仿真航空动力控制系统 122

3.9.1离散相似法仿真电液伺服阀-作动筒小闭环控制回路 122

3.9.2带柔性反馈的滑阀式液压放大器 126

习题 131

第4章 采样控制系统的数字仿真与设计 132

4.1采样控制系统 133

4.1.1采样控制系统的工作特点 133

4.1.2采样周期与计算步长的关系 134

4.2采样控制系统数字仿真 136

4.2.1只要求采样时刻的输出 136

4.2.2采样控制系统数字仿真应用举例 139

4.3数字控制器控制规律的实现 143

4.3.1 PID控制规律 143

4.3.2最少拍控制 145

4.4含PID控制器的实时仿真 151

4.4.1 PID控制规律的程序实现 151

4.4.2 Windows方式下的实时仿真程序设计 152

4.5循序渐进仿真航空动力控制系统 156

习题 162

第5章 控制系统优化技术 164

5.1控制系统最优化问题概述 165

5.1.1参数最优化 165

5.1.2函数最优化 165

5.1.3参数最优化的解法 166

5.2性能指标 167

5.2.1性能指标的一般概念 167

5.2.2性能指标的分类 168

5.2.3 性能指标的选择原则 170

5.3单参数寻优技术 170

5.3.1黄金分割法 171

5.3.2 二次插值法 173

5.4无约束条件下多参数寻优技术 178

5.4.1多变量函数的极值条件和间接寻优 178

5.4.2最速下降法 179

5.4.3共轭梯度法 183

5.4.4单纯形加速法 188

5.4.5 PID控制参数优化 192

习题 194

第6章 航空发动机建模与仿真 196

6.1航空发动机建模 196

6.1.1概述 196

6.1.2定义 197

6.1.3各部件的气动热力计算 198

6.1.4涡喷发动机部件级数学模型的建立 204

6.2航空发动机控制系统数字仿真和实物在回路仿真 206

6.2.1航空发动机FADEC控制系统 206

6.2.2航空发动机控制系统的基本转速控制回路 208

6.2.3航空发动机控制系统实物在回路仿真试验 208

6.3航空动力控制系统半物理仿真实验平台 210

6.3.1发动机控制系统半物理仿真 210

6.3.2发动机控制系统半物理仿真实验平台 211

6.4循序渐进仿真航空动力控制系统 215

6.4.1开环发动机模型仿真 215

6.4.2基本航空发动机转速闭环控制回路的仿真 215

6.4.3航空发动机转速闭环PID控制参数的优化 216

主要参考文献 217