文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
小推力涡扇发动机数字控制系统技术验证研究
姓名:张秋贵
申请学位级别:硕士
专业:动力工程
指导教师:刘永文;罗安阳
20080401
上海交通大学工程硕士学位论文
小推力涡扇发动机数字控制系统技术验证研究

摘要

航空发动机控制系统是航空发动机的重要组成部分,航空发动机的
性能与可靠工作在很大程度上取决于控制系统的好坏。航空发动机控制
技术已经从简单的机械液压燃油控制系统发展到全权限数字电子控制系
统(FADEC)。我国在数控系统领域的起步较晚,20 世纪 80 年代末才开
始数控系统的研究工作,现在航空发动机控制系统已经成为航空发动机
发展的薄弱环节,与相比,至少存在二十年的差距,而且
还有不断扩大的趋势。因此,进行航空发动机数控系统技术验证非常重
要。
以设计定型的小推力涡扇发动机作为数控系统技术验证,发动机技
术比较成熟,并积累的试车、试飞数据较为全面,技术风险小,可以充
分验证数控系统设计技术。根据原发动机台架试车、高空台试验以及定
型试飞过程中控制系统与发动机的匹配工作情况基础上,进一步摸清液
压机械燃油控制系统的供油规律,能够提出满足小推力发动机使用要求
的数控系统控制规律。通过掌握发动机试验、试飞数据和各部件特性,
构建小推力发动机的起动模型、稳态模型、慢车以上全包线动态数学模
型,并进行了稳态、动态、起动仿真的有效性验证。
数控系统试验结果表明:数控系统能够完全实现机械液压控制系统
的全部功能,并在控制精度上有所提高,并可以方便地进行控制规律优
化,以解除发动机原使用限制、最大程度减轻驾驶员负担、提高发动机
可靠性。通过小推力涡扇发动机数控系统技术验证,可直接为未来的型
号提供技术支持,同时还可以推广到涡轴、涡喷和大型涡扇发动机及相
应控制系统的实际应用。

关键词:航空发动机,控制系统, 技术验证,发动机数学模型,仿真
I
上海交通大学工程硕士学位论文
Study and validation of Small Thrust Turbo Fan Engine
Digital Control System

ABSTRACT

The control system is an important part of aero engine. In a sense, the engine
performance and reliability are up to the performance of the control system. The
control technology of the aero engine have been developed from the
hydro-mechanical fuel control system to full authority digital engine control system
(FADEC).The domestic research of the digital control mainly started in eighties last
centenary and has been an critical part of the aero engine development. Compared
with international advanced technology, there exits at least a twenty years gap which
is enlarging as time passing by. For all the reasons mentioned above, it is very
important to perform the validation of aero engine digital control technology.

Performing validation of the aero engine digital control technology with the small
thrust finalized turbo fan engine has many advantages such as mature engine,
comprehensive ground/flight test date, low technology risk, etc. It is possible to
validate the digita