- Tytuł:
-
Aircraft turbine engine automatic control based on adaptive dynamic models
Automatyczne sterowanie silnikiem turbinowym samolotu oparte na dynamicznych modelach adaptacyjnych - Autorzy:
- Yepifanov, Sergiy
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/36434717.pdf
- Data publikacji:
- 2020
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa
- Tematy:
-
turbine engine
automatic control
model
adaptation
silnik turbinowy
automatyka
model adaptacyjny - Opis:
-
One of the most perspective development directions of the aircraft engine is the application of adaptive digital automatic control systems (ACS). The significant element of the adaptation is the correction of mathematical models of both engine and its executive, measuring devices. These models help to solve tasks of control and are a combination of static models and dynamic models, as static models describe relations between parameters at steady-state modes, and dynamic ones characterize deviations of the parameters from static values.
The work considers problems of the models’ correction using parametric identification methods. It is shown that the main problem of the precise engine simulation is the correction of the static model. A robust procedure that is based on a wide application of a priori information about performances of the engine and its measuring system is proposed for this purpose. One of many variants of this procedure provides an application of the non-linear thermodynamic model of the working process and estimation of individual corrections to the engine components’ characteristics with further substitution of the thermodynamic model by approximating on-board static model. Physically grounded estimates are obtained based on a priori information setting about the estimated parameters and engine performances, using fuzzy sets.
Executive devices (actuators) and the most inertial temperature sensors require correction to their dynamic models. Researches showed, in case that the data for identification are collected during regular operation of ACS, the estimates of dynamic model parameters can be strongly correlated that reasons inadmissible errors.
The reason is inside the substantial limitations on transients’ intensity that contain regular algorithms of acceleration/deceleration control. Therefore, test actions on the engine are required. Their character and minimum composition are determined using the derived relations between errors in model coefficients, measurement process, and control action parameters.
Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków rozwoju silnika lotniczego jest zastosowanie adaptacyjnych cyfrowych systemów automatycznego sterowania (ACS). Istotnym elementem adaptacji jest korekta modeli matematycznych zarówno silnika, jak i jego urządzeń wykonawczych oraz pomiarowych. Modele te pomagają rozwiązywać zadania sterowania i są połączeniem modeli statycznych i dynamicznych, ponieważ modele statyczne opisują relacje między parametrami w trybach ustalonych, a dynamiczne korygują odchylenia parametrów od wartości statycznych. W pracy rozważono problemy korekcji modeli z wykorzystaniem parametrycznych metod identyfikacji. Wykazano, że głównym problemem precyzyjnej symulacji silnika jest korekta modelu statycznego. W tym celu proponuje się procedurę opartą na szerokim zastosowaniu informacji a priori o osiągach silnika i jego układu pomiarowego. Jeden z wielu wariantów tej procedury przewiduje zastosowanie nieliniowego modelu termodynamicznego procesu pracy i oszacowanie poszczególnych poprawek charakterystyk elementów silnika z dalszym zastępowaniem modelu termodynamicznego przez aproksymację pokładowego modelu statycznego. Fizycznie uziemione oszacowania uzyskuje się na podstawie informacji a priori dotyczących oszacowanych parametrów i osiągów silnika, przy użyciu zbiorów rozmytych. Urządzenia wykonawcze (siłowniki) i najbardziej bezwładnościowe czujniki temperatury wymagają korekty ich modeli dynamicznych. Badania wykazały, że w przypadku, gdy dane do identyfikacji zbierane są podczas normalnej pracy ACS, oszacowania dynamicznych parametrów modelu mogą być silnie skorelowane, co powoduje niedopuszczalne błędy. Przyczyną są znaczne ograniczenia intensywności stanów nieustalonych, które zawierają regularne algorytmy sterowania przyspieszaniem / zwalnianiem. Dlatego wymagane są działania testowe na silniku. Ich charakter i minimalny skład określane są za pomocą wyprowadzonych relacji między błędami współczynników modelu, procesem pomiarowym i parametrami akcji kontrolnej. - Źródło:
-
Transactions on Aerospace Research; 2020, 4 (261); 61-70
0509-6669
2545-2835 - Pojawia się w:
- Transactions on Aerospace Research
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł