Алгоритмы оптимальной фильтрации в задачах идентификации параметров систем автоматического управления авиационных двигателей
- 1 к.т.н., доцент, кафедра «Конструирование и технологии в электротехнике», директор, Центр дистанционных образовательных технологий ПНИПУ, ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
- 2,3 студент, электротехнический факультет, ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Аннотация
Предложено решение задачи повышения надежности системы автоматического управления авиационного двигателя (САУ ГТД) на основе применения методов идентификации. Показана разработка алгоритмов Калман-фильтрации входных и выходных параметров встроенной в САУ многорежимной линеаризованной математической модели ГТД. Проведено обоснование возможности применения фильтра Калмана для процессов рассматриваемого класса путем статистического анализа данных испытаний ГТД на основе проверки выполнимости условия Слуцкого и гипотезы нормальности по критерию Пирсона. Приведены основные математические соотношения, положенные в основу алгоритмов оптимальной одномерной и многомерной фильтрации. Методами математического моделирования в среде MatLab проведена апробация предложенных алгоритмов. Результаты моделирования показали, что применение одномерных фильтров в канале подачи топлива и многомерных матричных фильтров Калмана в составе встроенной в САУ динамической модели авиационного двигателя позволяет достичь более высоких показателей точности идентификации параметров САУ ГТД и достижения высокого качества автоматического управления, чем в применяемых на практике аналогах.
Для цитирования
Кузнецова Т.А., Губарев Е.А., Лихачева Ю.В. Алгоритмы оптимальной фильтрации в задачах идентификации параметров систем автоматического управления авиационных двигателей // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2014. № 9. С. 12–19.
Список источников
- Malloy D.J., Webb A.T., Kidman D.S. F-22/f119 Propulsion system ground and flight test analysis using modeling and simulation techniques. GT-2002-30001, ASMETURBOEXPO 2002. Amsterdam, Netherlands. June 3-6. 2002. 8 p.
- Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов/Под ред. А.А. Шевякова. М.: Машиностроение/ 1983. 283 с.
- Panov V. Auto-tuning of real-time dynamic gas turbine models. Proceedings of ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition GT2014/ June 16-20, 2014. Düsseldorf, Germany. GT2014-25606.
- Августинович В.Г., Акиндинов В.А. Идентификация систем управления авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение. 1984. 200 с.
- Рабинович С.Г. Погрешности измерения. Л.: Энергия. 1978. 262 с.
- Kalman R.E.A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems // Journal of Basic Engineering D. 1960. V. 82. P. 35-45.
- Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана-Бьюси. Детерминированное наблюдение и стохастическая фильтрация. М.: Главная редакция физ.-мат. лит-ры. 1982. 200 с.
- Mirzaee A., Salahshoor K. Fault tolerant control of an industrial gas turbine based on a hybrid fuzzy adaptive unscented Kalman filter // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2013. V. 135(12). 122501.
- Welch G., Bishop G. An Introduction to the Kalman Filter. TR 95-041. Department of Computer Science University of North Carolina at Chapel Hill. Updated: Monday. July 24, 2006. http://www.cs.unc.edu/~welch/media/pdf/kalman_intro.pdf
- Welch G., Bishop G. An Introduction to the Kalman Filter. University of North Carolina at Chapel Hill. Department of Computer Science. ©Copyright 2001 by ACM, Inc. http://info.acm.org/pubs/toc/CRnotice.html