第1章 绪论 1
1.1航空动力系统的历史和发展 1
1.2航空发动机控制系统发展 2
1.3航空发动机控制系统要求 3
1.4航空动力系统中的现代控制理论与方法 4
1.4.1线性二次型最优控制 4
1.4.2鲁棒控制 5
1.4.3自适应控制 5
1.4.4预测控制 6
1.4.5智能PID控制 7
1.4.6滑模控制 7
1.5本书结构 9
第2章 航空发动机控制系统数学模型 11
2.1引言 11
2.2航空发动机非线性部件级模型建立 12
2.2.1涡轴发动机各个部件模型 14
2.2.2涡轴发动机稳态模型 22
2.2.3涡轴发动机动态模型 24
2.3航空发动机线性状态空间模型建立 26
2.3.1基于非线性部件级模型线性化建立发动机线性模型 27
2.3.2基于各部件线性化构成发动机简化线性模型 30
2.4本章小结 33
第3章 基于线性滑模面的航空发动机滑模控制 34
3.1引言 34
3.2滑模控制理论简介 35
3.2.1滑动模态 35
3.2.2滑模控制器一般结构 37
3.2.3线性滑模控制器设计要求 39
3.2.4线性滑模面设计方法 39
3.2.5滑模控制抖振问题 42
3.3基于趋近律的航空发动机滑模控制 44
3.3.1基于指数趋近律的滑模控制 44
3.3.2基于PVC趋近律和PID趋近律的滑模控制 52
3.4本章小结 59
第4章 基于积分滑模面的航空发动机滑模控制 60
4.1引言 60
4.2基于常规积分滑模面的航空发动机滑模控制 60
4.2.1航空发动机常规积分滑模控制器设计 60
4.2.2仿真验证 62
4.3基于二次积分滑模面的航空发动机滑模控制 70
4.3.1航空发动机二次积分滑模控制器设计 70
4.3.2仿真验证 73
4.4本章小结 79
第5章 基于高阶滑模面的航空发动机滑模控制 80
5.1引言 80
5.2高阶滑模控制方法简介 82
5.2.1高阶滑模的定义 82
5.2.2二阶滑模控制 82
5.2.3任意阶滑模控制 83
5.2.4鲁棒精确微分器 83
5.3基于二阶滑模面的航空发动机控制器 84
5.3.1航空发动机二阶滑模控制器设计 84
5.3.2仿真验证 84
5.4基于任意阶滑模面的航空发动机控制器 93
5.4.1航空发动机任意阶滑模控制器设计 93
5.4.2仿真验证 93
5.5二阶滑模控制与任意阶滑模控制对比分析 101
5.6本章小结 102
第6章 基于终端滑模面的航空发动机滑模控制 103
6.1引言 103
6.2非奇异终端滑模控制器 104
6.2.1航空发动机非奇异滑模控制器设计 104
6.2.2仿真验证 105
6.3五种滑模控制方法对比研究 112
6.4本章小结 114
第7章 基于滑模观测器的航空发动机控制系统设计 115
7.1引言 115
7.1.1全维状态观测器 115
7.1.2滑模状态观测器 116
7.2基于Utkin滑模观测器的航空发动机滑模控制系统设计 116
7.2.1 Utkin滑模观测器设计 116
7.2.2带Utkin滑模观测器的滑模控制系统设计 117
7.2.3仿真验证 118
7.3基于Walcott-Zak滑模观测器的滑模控制系统设计 122
7.3.1 Walcott-Zak滑模观测器设计 122
7.3.2带Walcott-Zak滑模观测器的线性滑模控制系统设计 123
7.3.3航空发动机控制仿真验证 123
7.4本章小结 127
第8章 航空动力系统其他部件滑模控制 128
8.1引言 128
8.2航空发动机燃油系统滑模控制 128
8.3磁悬浮轴承转子系统微分滑模控制 131
8.3.1五自由度磁悬浮转子系统模型 131
8.3.2微分滑模面设计 132
8.3.3含干扰估计的状态观测器设计 133
8.3.4输出反馈微分滑模控制器设计 134
8.3.5稳定性分析 135
8.3.6仿真验证 138
8.4本章小结 141
参考文献 142