PDF《基于 AMESim 和MATLAB 的燃油调节器 可视化联合仿真》

基于 AMESim 和MATLAB 的燃油调节器 可视化联合仿真 杨元桢, 郭迎清, 毛皓天 (西北工业大学 动力与能源学院, 西安 710129) 航空发动机 Aeroengine 收稿日期: 2018-06-07 作者简介: 杨元桢 (1994) , 男, 在读硕士研究生, 研究方向为航空发动机控制系统建模仿真;

E-mail: yzyang@mail.

nwpu.edu.cn. 引用格式: 摘要: 针对某型弹用发动机燃油液压机械系统搭建的高保真模型存在的结构复杂, 并导致其交互性、 可扩展性差且难以演示 的问题, 采用活性能量指数的方法分析简化其 AMESim 模型, 同时基于 MATLAB/GUI 设计了燃油调节器仿真界面, 实现了燃油调节器 可视化虚拟仿真平台的构建. 结果表明: 该可视化界面友好、 操作简便, 能够直观反映燃油调节器的调节功能, 为辅助用户设计和分 析提供了良好的交互性和可扩展性. 关键词:AMESim;

燃油调节器;

联合仿真;

活性指数;

MATLAB/GUI;

弹用发动机 中图分类号:V233.7 文献标识码: A doi: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2019.03.005 Visualization Co-simulation of Fuel Regulator Based on AMESim and MATLAB YANG Yuan-zhen袁GUO Ying-qing袁MAO Hao-tian 渊School of Power and Energy袁Northwestern Polytechnical University袁Xi'

an 710129袁China冤Abstract: In view of the high-fidelity model complex structure of fuel hydraulic mechanical system of a certain missile engine袁which leaded to its poor interactivity and expansibility and difficulty to demonstrate袁the method of active energy index was used to analyze and simplify its AMESim model. At the same time袁the simulation interface of fuel regulator was designed based on MATLAB/GUI袁and the visualization virtual simulation platform of fuel regulator was built. The results show that the visualization interface is friendly and easy to operate. It can directly reflect the regulating function of the fuel regulator袁and provide good interactivity and expansibility for assisting the design and analysis of the users. Key words: AMESim曰fuel regulator曰co-simulation曰activity index曰MATLAB/GUI曰missile engine

0 引言 某型弹用涡扇发动机燃油控制系统包括燃油调 节器和被控对象发动机, 调节器根据控制指令并结合 当前飞行条件与发动机状态给燃烧室供应燃油, 并通 过燃油流量控制转速或压比来达到调节发动机推力 的目的[1-2] .一般的燃油调节器多为机械液压式, 根据 其结构建立的 AMESim 模型复杂, 如需对调节器的某 种工作状态进行仿真, 就要设定许多参数, 这样使其 操作难度加大,且繁多的底层模型又难以对外演示. 为了提高 AMESim 模型的使用效率及其交互性、 可扩 展性和展示性, 有必要在设计阶段建立燃油调节器的 人机交互仿真界面. 针对发动机液压系统模型的可视化问题, 目前公 开的研究成果较少.付久长等[3] 提出将 AMESim 建立 的液压数据模型导入 LabVIEW 中,实现对液压缸驱 动系统的可视化仿真.郭迎清等[4] 最早使用 VB 软件 和ActiveX 技术, 针对某型涡扇发动机机械液压主燃 油控制系统进行仿真平台的构建. 本文提出直接在燃 油调节器联合仿真软件的架构上, 进行可视化仿真平 台的开发. 使用 MATLAB/GUI 软件设计的界面交互性好, 第45 卷第3期2019 年6月Vol.

45 No.

3 Jun.

2019 杨元桢等: 基于 AMESim 和MATLAB 的燃油调节器可视化联合仿真 第3期而且还可以应用该模型进一步分析. 本文针对某型弹 用涡扇发动机燃油调节器, 采用 AMESim 对液压机械 系统建模并应用活性能量指数的方法简化,使用 MATLAB/Simulink 对控制算法模块建模,同时由于 要在 GUI 界面中实现对输入参数的调度以及仿真 结果的图形显示, 因此将调节器的输入输出也整合 进Simulink 中,在联合仿真的基础上实现可视化界 面设计.