段绍栋，肖玲斐，申涛

（南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016）

基于功率反馈的涡轴发动机神经网络PID控制研究

段绍栋，肖玲斐，申涛

（南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016）

段绍栋(1986)，男，在读硕士研究生，研究方向为航空发动机建模与控制技术。

通过对功率平衡关系进行分析，提出了利用功率反馈设计智能神经网络PID控制器的方法。基于BP（Back Propagation）神经网络，将功率信号作为神经网络的输入层信号，并改进了网络权值的学习规则。通过在线整定PID参数，控制器能够根据功率误差信号的变化实时调整控制参数，从而使系统自主寻找到功率平衡点，具有良好的稳态和动态响应特性。仿真结果表明：该方法可以使涡轴发动机在全包线范围内具有理想的控制性能。

涡轴发动机；BP神经网络；PID控制；功率反馈；功率平衡；功率误差

0 引言

PID控制器具有原理简单、使用方便的特点，已在航空、机电、冶金、机械和化工等行业中获得了广泛应用[1]。但是，当被控对象含有强非线性和时变特性时,传统的PID控制器往往难以获得满意的控制效果。航空发动机是1种强非线性的被控对象,其飞行特性在不同工况和飞行条件下将发生很大变化，而传统的PID参数是根据对象数学模型的特定适应规则整定的，并且随着对发动机性能要求的日益提高，设计出1个能在全包线下对发动机进行控制、且能达到满意性能的PID控制器是非常具有挑战性的[2]。随着控制理论的发展和FADEC的日渐成熟，各种先进控制方法层出不穷，且被应用于航空发动机的尝试和相关研究文献也日渐增多[3-7]。……