[发明专利]航空发动机最大推力状态容错二自由度H∞控制器

权利要求书

1.一种航空发动机最大推力状态容错二自由度H∞控制器，其特征在于：包括最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块和气路部件故障诊断模块；

其中最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块、气路部件故障诊断模块与航空发动机本体以及航空发动机上的若干传感器组成气路部件故障调度控制回路；

所述最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块产生控制输入向量u并输出给航空发动机本体，传感器得到航空发动机测量参数y；控制输入向量u以及测量参数y共同输入到气路部件故障诊断模块，气路部件故障诊断模块解算得到航空发动机的健康参数h，并输出到最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块；

所述最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块内设计有若干二自由度H∞控制器；所述二自由度H∞控制器包含前置滤波器和反馈控制器，对若干不确定性发动机模型利用H∞回路成形方法分别设计得到；

所述不确定性发动机模型是对航空发动机最大推力状态下的、不同气路部件故障下的航空发动机非线性模型进行线性化并加入摄动块得到的；

所述最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块根据输入的健康参数h，利用内部设计的若干二自由度H∞控制器计算得到适应的二自由度H∞控制器，该二自由度H∞控制器根据参考输入r和测量参数y的差值e产生控制输入向量u。

2.根据权利要求1所述一种航空发动机最大推力状态容错二自由度H∞控制器，其特征在于：所述最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块内设计若干二自由度H∞控制器的过程为：在航空发动机最大推力状态对包含健康参数的发动机非线性模型进行线性化得到含有健康参数的线性化模型，通过调整健康参数的值，得到分别在发动机无气路部件故障和特定气路部件故障处的11个线性化模型再加入摄动块得到11个线性不确定性发动机模型，并对这11个线性不确定性发动机模型分别设计相应的二自由度H∞控制器从而组成最大推力状态二自由度H∞控制器组。

3.根据权利要求1或2所述一种航空发动机最大推力状态容错二自由度H∞控制器，其特征在于：所述最大推力状态二自由度H∞控制器组容错控制模块根据输入的健康参数h插值得到适应的二自由度H∞控制器。

4.根据权利要求3所述一种航空发动机最大推力状态容错二自由度H∞控制器，其特征在于：根据发动机最大推力状态对应发动机无部件故障的控制器K₀，各种典型部件故障Δh_{base_j}的控制器Δh_{base_j}表示向量Δh的第j个元素的值为Δh_base，其他元素的值为0，即Δh_{base_j}表示10种不同的部件故障，例如Δh_{base_1}表示风扇发生了故障且风扇的效率变化量为Δh_base。通过线性插值可以得到发动机最大推力状态处气路部件故障h处的控制器

并对发动机进行有效控制。