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第1章 绪论1

1.1航空动力系统的历史和发展1

1.2航空发动机控制系统发展2

1.3航空发动机控制系统要求3

1.4航空动力系统中的现代控制理论与方法4

1.4.1线性二次型最优控制4

1.4.2鲁棒控制5

1.4.3自适应控制5

1.4.4预测控制6

1.4.5智能PID控制7

1.4.6滑模控制7

1.5本书结构9

第2章 航空发动机控制系统数学模型11

2.1引言11

2.2航空发动机非线性部件级模型建立12

2.2.1涡轴发动机各个部件模型14

2.2.2涡轴发动机稳态模型22

2.2.3涡轴发动机动态模型24

2.3航空发动机线性状态空间模型建立26

2.3.1基于非线性部件级模型线性化建立发动机线性模型27

2.3.2基于各部件线性化构成发动机简化线性模型30

2.4本章小结33

第3章 基于线性滑模面的航空发动机滑模控制34

3.1引言34

3.2滑模控制理论简介35

3.2.1滑动模态35

3.2.2滑模控制器一般结构37

3.2.3线性滑模控制器设计要求39

3.2.4线性滑模面设计方法39

3.2.5滑模控制抖振问题42

3.3基于趋近律的航空发动机滑模控制44

3.3.1基于指数趋近律的滑模控制44

3.3.2基于PVC趋近律和PID趋近律的滑模控制52

3.4本章小结59

第4章 基于积分滑模面的航空发动机滑模控制60

4.1引言60

4.2基于常规积分滑模面的航空发动机滑模控制60

4.2.1航空发动机常规积分滑模控制器设计60

4.2.2仿真验证62

4.3基于二次积分滑模面的航空发动机滑模控制70

4.3.1航空发动机二次积分滑模控制器设计70

4.3.2仿真验证73

4.4本章小结79

第5章 基于高阶滑模面的航空发动机滑模控制80

5.1引言80

5.2高阶滑模控制方法简介82

5.2.1高阶滑模的定义82

5.2.2二阶滑模控制82

5.2.3任意阶滑模控制83

5.2.4鲁棒精确微分器83

5.3基于二阶滑模面的航空发动机控制器84

5.3.1航空发动机二阶滑模控制器设计84

5.3.2仿真验证84

5.4基于任意阶滑模面的航空发动机控制器93

5.4.1航空发动机任意阶滑模控制器设计93

5.4.2仿真验证93

5.5二阶滑模控制与任意阶滑模控制对比分析101

5.6本章小结102

第6章 基于终端滑模面的航空发动机滑模控制103

6.1引言103

6.2非奇异终端滑模控制器104

6.2.1航空发动机非奇异滑模控制器设计104

6.2.2仿真验证105

6.3五种滑模控制方法对比研究112

6.4本章小结114

第7章 基于滑模观测器的航空发动机控制系统设计115

7.1引言115

7.1.1全维状态观测器115

7.1.2滑模状态观测器116

7.2基于Utkin滑模观测器的航空发动机滑模控制系统设计116

7.2.1 Utkin滑模观测器设计116

7.2.2带Utkin滑模观测器的滑模控制系统设计117

7.2.3仿真验证118

7.3基于Walcott-Zak滑模观测器的滑模控制系统设计122

7.3.1 Walcott-Zak滑模观测器设计122

7.3.2带Walcott-Zak滑模观测器的线性滑模控制系统设计123

7.3.3航空发动机控制仿真验证123

7.4本章小结127

第8章 航空动力系统其他部件滑模控制128

8.1引言128

8.2航空发动机燃油系统滑模控制128

8.3磁悬浮轴承转子系统微分滑模控制131

8.3.1五自由度磁悬浮转子系统模型131

8.3.2微分滑模面设计132

8.3.3含干扰估计的状态观测器设计133

8.3.4输出反馈微分滑模控制器设计134

8.3.5稳定性分析135

8.3.6仿真验证138

8.4本章小结141

参考文献142