涡扇发动机及其执行机构性能衰退影响分析

作     者：王亚伟 邹泽龙 张康鑫 黄金泉 鲁峰 

作者机构：南京航空航天大学航空航天结构力学与控制国家重点实验室 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：航空发动机及燃气轮机基础科学中心重点项目(P2022-B-V-002-001) 

主　　题：涡扇发动机 健康参数估计 性能退化 执行机构 无模型自适应 AMESim/Simulink 

摘      要：涡扇发动机长期运行中不可避免地会发生性能退化，针对某型涡扇发动机寿命期内运行数据，提出一种基于发动机及执行机构联合仿真平台的性能衰退影响分析方法。联合仿真平台利用AMESim建立航空燃油泵执行机构模型，在Simulink中建立发动机模型并设计无模型滑模自适应控制器，与执行机构模型完成集成。本文在联合仿真平台上对涡扇发动机部件健康参数进行估计，考虑到发动机运行时由于内部环境恶劣只能布置有限数量的传感器，因此选取有限的测量参数，对待估的健康参数组合进行优化，并确定在状态可估条件下的最少传感器组合方案。结合寿命周期内性能退化数据，进行面向发动机退化与执行机构退化的自适应控制仿真。仿真结果表明：优化后的状态估计方案能够准确评估发动机性能退化。所设计的控制算法随着发动机发生退化，超调量增大了27.27%，同时考虑执行机构性退化时，无模型滑模自适应控制算法的调节时间相较于无退化时增加了2.65 s，超调量增大了33.3%。