基于外部惩罚函数的高空试车台多阀门协同抗扰压力控制
系统与控制
2025-05-15 v1 系统与控制
摘要
航空发动机高空模拟试车台采用多腔室、多阀门进气系统，在瞬态测试中要求有效的解耦和强抗扰能力。本文提出一种基于外部惩罚函数的协同自抗扰控制(ADRC)方案。将腔室压力安全极限重新表述为不等式约束优化问题，并设计指数惩罚与基于梯度的算法以实现动态约束松弛，严格证明了其全局收敛性。随后将协同项集成到分布式 ADRC 框架中，得到多阀门协同 LADRC 控制器，并基于 Lyapunov 理论建立其渐近稳定性。使用 MATLAB/Simulink 和 PLC 进行的硬件在环仿真表明，在 3 kPa 压力约束下，腔室 V2 的最大误差为 1.782 kPa（比 PID 控制低 77.1%）；在 180 kg/s^2 流量扰动下，阀门振荡从 27% 降至 5%（降低 81.5%）。这些结果证实了所提方法在抗扰和解耦方面的优越性能。
引用
@article{arxiv.2505.09352,
title = {Coordinated Multi-Valve Disturbance-Rejection Pressure Control for High-Altitude Test Stands via Exterior Penalty Functions},
author = {Zhang Louyue and Li Xin and Zhai Chao and Shi Duoqi and Zhang Hehong and Dan Zhihong and Wang Xi and Liu Jiashuai and Xiao Gaoxi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09352},
year = {2025}
}