[发明专利]一种直升机/发动机综合仿真模型及涡轴发动机控制方法

权利要求书

1.一种直升机/发动机综合仿真模型，其特征在于，其动态工作方程组中包含以下自旋状态旋翼转子动力学微分方程：

IRΩΩ·=PS-(Pi+PP),]]>

式中，P_S表示发动机输出功率，P_P=TV为驱动功率，P_i=-Tν为诱导功率，T表示旋翼拉力，V表示直升机爬升速度，ν表示诱导速度，I_R表示旋翼轴转动惯量，Ω、分别表示旋翼转速、旋翼转加速度。

2.基于权利要求1所述直升机/发动机综合仿真模型的涡轴发动机控制方法，其特征在于，在直升机的正常飞行阶段、自旋进入阶段、稳定自旋阶段以及自旋恢复阶段中离合器闭合之前，采用以燃油流量为控制变量的单变量控制器对涡轴发动机进行控制；在自旋恢复阶段中离合器闭合之后，采用以燃油流量和导叶角度作为控制变量的双变量控制器对涡轴发动机进行控制。

3.如权利要求2所述涡轴发动机控制方法，其特征在于，在所述自旋恢复阶段中，当直升机旋翼转速与发动机自由涡轮转速之间的绝对差不超过0.02%时，所述离合器闭合。

4.如权利要求2所述涡轴发动机控制方法，其特征在于，所述双变量控制器采用LMI区域极点配置的H2/H∞保性能控制律，输入量u=[W_f  Δθ₀]^T，状态量x=[N_p  N_g]^T，输出变量y=[N_p  N_g]^T，干扰量w=Q_H；其中，W_f表示燃油流量，N_P表示自由涡轮相对转速，Δθ₀表示额定导叶角偏差量，N_g表示燃气涡轮相对转速，Q_H表示直升机需求扭矩。

5.如权利要求2所述涡轴发动机控制方法，其特征在于，所述双变量控制器中还包括积分抑制环节，具体如下：

当u(k)≥u⁺时，u(k)=u⁺且ω_I(k)=0；

当u(k)≤u^-时，u(k)=u^-且ω_I(k)=0；

其他，u(k)=f(x,e)；

上式中，u(k)表示控制量当前值，f(x,e)表示当前控制规律，u⁺表示控制量上限，u^-表示控制量下限，ω_I表示控制量对应积分项。

6.基于权利要求1所述直升机/发动机综合仿真模型的涡轴发动机控制系统，其特征在于，包括以燃油流量为控制变量的单变量控制器，以及以燃油流量和导叶角度作为控制变量的双变量控制器；在直升机的正常飞行阶段、自旋进入阶段、稳定自旋阶段以及自旋恢复阶段中离合器闭合之前，由所述单变量控制器对涡轴发动机进行控制；在自旋恢复阶段中离合器闭合之后，由所述双变量控制器对涡轴发动机进行控制。