【正文】 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目（ 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展綜述 ） 院 (系 )\部 航空裝備工程系 學(xué)生姓名 陳俊南 學(xué) 號(hào) 202100151068 專 業(yè) 航空發(fā)動(dòng)機(jī)主體維修 班 級(jí) 發(fā)動(dòng)機(jī) 0901 指導(dǎo)老師 郭平老師 完成時(shí)間 2021 年 4 月 二 0 一二 年 五 月 二十 日 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 目錄 內(nèi)容摘要 ................................................ 1 關(guān)鍵詞 .................................................. 1 第一章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要 求與功能 ............ 1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 .........………………… ...………………… 1 控制系統(tǒng)的功能 …… ...……………………………………… ...4 第二章 航空 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的基本類型 .................. 12 機(jī)械液壓控制系統(tǒng) …………………………… .................13 數(shù)字式電子控制系統(tǒng) ……………………………… .............13 第三章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的故障分析 滑油系統(tǒng)故障分析 .................. 空中停車故障 分析 ................. GET 故障分析 ................ 第四章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 ................ ................ 總結(jié) 。 致謝 。 參考文獻(xiàn) ............................................... 21 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生 姓名 陳俊 南 學(xué)號(hào) 68 系別 航空系 班級(jí) 發(fā)動(dòng)機(jī)0901 指導(dǎo) 老師 郭平 （論文）題目： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展綜述 ： 2021 年 11 月 23 日～期末，在校查閱資料，進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文初步 2021 年 3 月 1 日～ 5 月 21 日進(jìn)行畢業(yè)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文撰寫，并上交畢業(yè)實(shí)踐報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文）材料 2021 年 4 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）上交電子文檔，進(jìn)行中期檢查和修改 2021 年 6 月 1 日～ 6 月 13 日進(jìn)行論文答辯 （可以附頁(yè)） 【１】 彼特洛夫Ъ Ｈ ，等．燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｍ］．毛可久，等，譯．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９８８． 【２】 管彥深，張加楨．航空動(dòng)力裝置控制：系統(tǒng)部分［Ｍ］．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９８５． 【３】 廉筱純，吳虎．航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理［Ｍ］．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2021． 【４】 西北工業(yè)大學(xué)，南京航空學(xué)院，北京航空學(xué)院．航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)原理［Ｍ］．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９８１． 【５】 斯遼赫欽科ＣＭ，索蘇洛夫ＢＡ．雙路式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理［Ｍ］．趙振才，等，譯．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９８６． 【６】 聶恰耶夫Ю Н．航空動(dòng)力裝置 控制規(guī)律與特性［Ｍ］，單鳳桐，等，譯．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９９９． 【７】 廉筱純，吳虎．航空燃?xì)廨啓C(jī)原理［Ｍ］．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2021． 【８】 何植岱，高浩．高等飛行動(dòng)力學(xué)［Ｍ］．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，１９９０． 【９】 張明廉，等．飛行控制系統(tǒng)［Ｍ］．北京：航空工業(yè)出版社，１９９４． 【１０】 緒芳勝?gòu)F(xiàn)代控制工程［Ｍ］．盧伯英，等，譯．北京：科學(xué)出版社，１９７６． 【１１】 胡壽松．自動(dòng)控制原理［Ｍ］．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，１９８４． 【１２】 鄭大中．線性系統(tǒng)理論［Ｍ］．北京：清 華大學(xué)出版社， １９９０． 【１３】 徐和生，陳錦娣．線性多變量系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1989. 【 14 】 《航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制》下冊(cè)。 【 15 】 圖書館相關(guān)資料。 【 16 】 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)資料。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展綜述 (長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ,發(fā)動(dòng)機(jī) 0901 班 68 號(hào) 陳俊南 ) 內(nèi)容摘要 ： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程是及其復(fù)雜的氣動(dòng)熱力過程。對(duì)這樣一個(gè)復(fù)雜且編號(hào)多的過程如果不加以控制，航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作系統(tǒng)是根本不能正常工作的。航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的工作目的就在于使其在任何環(huán)境條件和任何工作狀態(tài)下都能穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，并且充分發(fā)揮其性能效益。 隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其控制也在不斷發(fā)展。這一發(fā)展可以大體歸納為：由基于經(jīng)典控制理論的單 變量控制系統(tǒng)發(fā)展到基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制系統(tǒng)，由機(jī)械液壓控制系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字式電子控制系統(tǒng)，由航空發(fā)動(dòng)機(jī)各部分單獨(dú)控制發(fā)展到各部分綜合控制。 關(guān)鍵字： 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng) 綜述 第一章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及功能 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足四個(gè)方面的要求，即性能要求、可靠性要求、可維護(hù)性要求和質(zhì)量要求。 １ . 性能要求 從控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)角度考慮，這些要求即為系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能要求。 （１）穩(wěn)定性。與一般控制系統(tǒng)比較，航空發(fā) 動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性問題更為突出。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)變化范圍寬，環(huán)境條件變化大，因此它的特性變化很大。在某些情況下，例如高空低速飛行時(shí)，它的特性變得很差；當(dāng)機(jī)動(dòng)飛行、武器發(fā)射時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)又在極為不利的條件下工作。這些情況給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了苛刻的要求?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證系統(tǒng)在任何環(huán)境條件下以及受到任何形式的干擾作用時(shí)都具有良好的穩(wěn)定性。 （２）動(dòng)態(tài)性能?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，即響應(yīng)要快、超調(diào)小、振蕩少；由一種工作狀態(tài)到另一種工作狀態(tài)的過渡態(tài)控制，過渡時(shí)間要短，并且平穩(wěn)與可靠。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)態(tài)性能取決于所采用的控制方法。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的加速，如果采用沿著接近于喘振邊界線進(jìn)行加速的方法，則發(fā)動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間最短，這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)可在最短的時(shí)間 內(nèi)獲得最大的推力，然而加速過程又受到發(fā)動(dòng)機(jī)工作必須絕對(duì)安全可靠的限制。因此，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不得不在高的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)安全工作要求之間進(jìn)行折中。 （３）穩(wěn)態(tài)性能?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能要求即控制精度要求?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證系統(tǒng)有足夠高的控制精度，以便保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的充分發(fā)揮和工作安全可靠，例如在發(fā)動(dòng)機(jī) 其他參數(shù)不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低１％，則推力將減?。?％，對(duì)推力，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能是一個(gè)很大的損失。航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 的控制性能取決于所選擇的控制方法、控制參數(shù)和對(duì)這些參數(shù)控制的精度。 ２ . 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于工作狀態(tài)和環(huán)境條件的不斷變化，實(shí)際存在的各種隨機(jī)干擾因素的影響以及元件、部件的老化等問題使系統(tǒng)出現(xiàn)各種各樣的故障，這些故障將影響到系統(tǒng)的性能，甚至影響到系統(tǒng)的正常工作。對(duì)于機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)，由于其工作頻帶低，當(dāng)即將出現(xiàn)故障時(shí)，多數(shù)情況下，駕駛員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)處理。然而對(duì)數(shù) 字式電子控制系統(tǒng)，由于工作頻帶寬、運(yùn)行速度快，在故障情況下駕駛員來不及反應(yīng)，更不可能及時(shí)處理，因此，就提出了數(shù)字式電子控制系統(tǒng)的可靠性問題。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求的不斷提高，數(shù)字式電子控制系統(tǒng)愈來愈復(fù)雜，出現(xiàn)故障的概率也就增加，因而控制系統(tǒng)的可靠性要求也就愈來愈高。可靠性是指系統(tǒng)及組成系統(tǒng)的元件和部件的功能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)工作的穩(wěn)定程度，也就是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)、元件、部件是否處于良好的工作狀態(tài)，任何一個(gè)系統(tǒng)如果不具有可靠性或可靠性很差都是不能使用的。可靠性設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為重要的部分。對(duì)于數(shù)字式電子控 制系統(tǒng)，還需要考慮傳感器損壞、信號(hào)傳輸線路斷路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞、傳感器因較強(qiáng)的外界干擾而引起的信號(hào)波動(dòng)等硬故障和傳感器飄移、隨機(jī)噪聲引起的信號(hào)變化等軟故障。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須采取故障檢測(cè)與隔離措施，并采用容錯(cuò)控制及余度控制技術(shù)，以保證系統(tǒng)的正常工作。在航空航天領(lǐng)域內(nèi)，控制系統(tǒng)的可靠性尤其重要，有時(shí)極其微小的故障也會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。美國(guó)“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)空中爆炸，歐洲“阿利亞娜號(hào)”火箭發(fā)射失敗，以及世界各國(guó)飛 機(jī)的飛行事故都說明了系統(tǒng)可靠性的重要。只有成功地解決了可靠性問題，才能避免事故的發(fā)生。 ３ . 維護(hù)性要求 可維護(hù)性是航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要要求之一，發(fā)動(dòng)機(jī)狀 態(tài)監(jiān)控與故障診斷即是對(duì)維護(hù)性的重大發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須把系統(tǒng)的可維護(hù)性放在首要位置考慮。在外場(chǎng)使用時(shí)必須便于檢查，而在返修時(shí)必須便于分解，便于對(duì)有故障零部件和老化零部件的更換，便于重新安裝與調(diào)試。不具有可維護(hù)性的系統(tǒng)實(shí)際上是降低了它的使用壽命，在經(jīng)濟(jì)上是一種損失。 ４ . 控制系統(tǒng)的重量應(yīng)盡可能輕，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)推重比要求，而推重比是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的性能指標(biāo)。為此，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇性能好的輕質(zhì)元器件和材料?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單 。為了提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能必須采用更為先進(jìn)的控制模式和控制方法，然而先進(jìn)的控制模式和控制方法的實(shí)際應(yīng)用絕非一項(xiàng)輕而易舉的工作，需要經(jīng)過方案擬定、航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型研究、控制軟件研究、硬件設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)仿真試驗(yàn)、臺(tái)架試驗(yàn)、高空臺(tái)試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)等各個(gè)階段的研究，最后才能對(duì)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。其中每一階段都需要進(jìn)行大量的工作。在可靠性要求的實(shí)現(xiàn)方面必須經(jīng)過可靠性設(shè)計(jì)、元部件可靠性試驗(yàn)及系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)等?？傊?，先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及許多研究機(jī)構(gòu)、從事各方面工作的研究人員以及他們 協(xié)調(diào)