83、超音速航空发动机的多变量控制与鲁棒性分析

超音速航空发动机的多变量控制与鲁棒性分析

1. 研究背景与意义

随着现代飞机技术的创新，设计紧凑、高性能、宽工作范围、智能化的高性能航空发动机已成为科学探索的高地。在超音速条件下，发动机变量对系统性能的影响更为显著，发动机控制系统需从单变量控制转变为多变量控制。高性能发动机工作包线范围广、功率差异大，控制器必须具备足够的鲁棒性，以在外部干扰发生时保持控制系统的稳定性。此外，变量之间的耦合效应也会影响多变量控制器的动态性能。因此，超音速航空发动机在宽飞行包线条件下的多变量控制器设计和鲁棒控制成为研究焦点。

2. 合成射流作动器噪声特性对比分析

• 环境影响 ：由于环境影响，消声室的背景噪声会影响作动器噪声频谱的低频部分。电源噪声的部分特征频率与激励器噪声的部分特征频率重合，因此需要将电源与激励器分离，以消除电源噪声的影响。
• 声压级与风速变化 ：双合成射流作动器（DSJA）和合成射流作动器（SJA）的声压级和风速随驱动频率的变化先增大后减小。两者的最大风速几乎相同，且在最佳工作频率下噪声压力级达到最大值。然而，DSJA在每个工作频率下的声压级均低于SJA。
• 测量距离影响 ：随着测量距离的增加，SJA和DSJA的声压级均呈现先急剧下降后缓慢下降的趋势。选择声压级开始缓慢下降的1m后距离作为远场测量距离，可确保数据更真实地反映声场特性。
• 辐射特性 ：在远场测量条件下，SJA的辐射呈球面波状态，即噪声无方向性。但DSJA的噪声具有一定的方向性，在出口方向噪