飞机发动机控制:设计、系统分析和健康监视

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[美] 赵连春,杰克·马丁利 著,张新国 等 译
图书标签:
  • 飞机发动机
  • 控制系统
  • 系统分析
  • 健康管理
  • 航空工程
  • 发动机控制
  • 故障诊断
  • 建模与仿真
  • 可靠性
  • 性能优化
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出版社: 航空工业出版社
ISBN:9787516501085
版次:1
商品编码:11158581
包装:精装
丛书名: AIAA航空航天技术丛书
开本:16开
出版时间:2012-12-01
用纸:胶版纸
页数:322
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《飞机发动机控制:设计、系统分析和健康监视》是美国航空航天学会最新出版的航空发动机系列教材之一,内容包括航空发动机控制和监视系统的基础理论、最新进展和成果,运用发动机控制理论和工程知识解决实际问题的案例分析,发动机控制的新概念和新思路,并针对涡扇与涡轴发动机,介绍了航空发动机控制和监视系统的综合设计方法。《飞机发动机控制--设计系统分析和健康监视》可为我国航空发动机管理人员和专业技术人员了解航空发动机控制和监视系统的发展提供参考。也可供相关专业院校师生教学使用。

目录

第1章 发动机控制系统综述
1.1 控制系统专业术语
1.2 燃气涡轮发动机控制系统介绍
1.3 发动机控制系统的发展史
1.3.1 初始阶段
1.3.2 成长阶段
1.3.3 电子化阶段
1.3.4 综合化阶段
1.3.5 飞行研究与先进控制
1.3.6 控制系统的复杂性
1.3.7 历史上的重要发动机
参考文献

第2章 发动机建模与仿真
第3章 模型降阶和动态分析
第4章 稳态控制器设计
第5章 过渡态和限制控制器设计
第6章 控制系统综合
第7章 先进控制概念
第8章 发动机监视和健康管理
第9章 综合控制和健康监视
附录
索引
支撑资料
译者后记

前言/序言


飞机发动机控制:设计、系统分析和健康监视 本书深入探讨了现代飞机发动机控制系统的方方面面,涵盖了从基础设计理念到复杂的系统集成分析,再到前沿的健康监视技术。旨在为航空航天工程领域的学生、研究人员以及工业界的专业人士提供一本全面且实用的参考资料。 第一部分:设计基础 本部分奠定了理解飞机发动机控制系统的理论基础。首先,我们将回顾航空发动机的基本工作原理,包括热力学循环、燃烧过程、气动性能以及结构约束,以此为后续控制系统设计提供必要的背景知识。接着,重点介绍先进的控制理论在航空发动机领域的应用,包括线性系统理论、非线性控制、鲁棒控制、自适应控制等。我们将详细阐述这些理论如何被转化为满足航空发动机严苛性能要求的具体控制策略。 在设计方面,本书将深入剖析各种关键控制器的设计方法。这包括但不限于: 数字控制系统设计: 介绍数字化在发动机控制中的重要性,讲解采样、量化、数字滤波器设计,以及数字控制器(如PID、状态空间控制器)的设计流程与实现。 多变量控制系统设计: 阐述由于发动机多输入多输出(MIMO)特性的复杂性,如何运用先进的多变量控制技术来协调各个控制变量,实现最优性能。 鲁棒控制设计: 针对发动机运行过程中存在的模型不确定性、外部扰动(如大气条件变化),详细介绍如何设计能够保持稳定性和性能的鲁棒控制器。 自适应控制设计: 探讨如何设计能够根据发动机自身性能变化或外部环境变化进行实时调整的自适应控制器,以应对发动机老化或性能漂移。 推进系统优化: 介绍如何将控制理论与优化算法相结合,实现发动机在不同飞行剖面下的性能最优,如燃油消耗最低、推力最大化等。 飞行包线保护: 详细讲解如何设计控制系统来确保发动机在安全的飞行包线内运行,防止喘振、过速等危险状态的发生。 此外,本部分还将涵盖传感器和执行器的选型及其在控制系统中的作用,以及集成电路和嵌入式系统在现代发动机电子控制单元(FADEC)中的应用。 第二部分:系统分析 在掌握了控制系统的设计原理后,本部分将聚焦于对发动机控制系统进行深入的分析。这包括对系统性能的评估、安全性的保障以及故障诊断等关键环节。 系统建模与仿真: 介绍建立高精度航空发动机数学模型的方法,包括物理建模和辨识建模。在此基础上,讲解如何利用各种仿真工具(如MATLAB/Simulink, AMESim等)对控制系统进行动态仿真,预测系统在不同工况下的响应,并验证设计效果。 稳定性分析: 详细介绍线性与非线性系统的稳定性判据,如李雅普诺夫稳定性理论,以及如何分析控制系统在各种扰动下的稳定性。 性能评估: 阐述如何量化评估控制系统的性能指标,如响应速度、超调量、稳态误差、鲁棒性等,并给出相应的评价方法与标准。 故障模式与影响分析 (FMEA): 介绍系统性地识别和评估潜在的故障模式,分析其对发动机整体性能和安全的影响,为控制系统设计提供依据,以增强系统的容错能力。 安全性分析: 深入研究航空发动机控制系统的安全性需求,包括冗余设计、失效模式分析、安全机制的实现等,确保在发生故障时仍能安全运行或执行受控停车。 互联性与集成分析: 探讨发动机控制系统与其他飞机系统(如飞行控制系统、燃油系统、液压系统等)的集成问题,分析系统间的相互影响,确保整体系统的协调与最优。 第三部分:健康监视 本部分关注的是如何通过先进的监测技术,实时了解发动机的运行状态,预测潜在的故障,并采取相应的预防或维修措施,从而提高发动机的可靠性、可用性,并降低运行成本。 传感器技术: 详细介绍适用于航空发动机的各类传感器,包括温度传感器、压力传感器、转速传感器、振动传感器、燃气参数传感器等,以及它们的原理、性能特点和安装要求。 数据采集与处理: 讲解高频、高精度的数据采集系统设计,以及对海量传感器数据进行预处理、降噪、特征提取等技术。 故障诊断与隔离 (FDI): 介绍基于模型的方法(如卡尔曼滤波器、解析冗余、模型偏差检测)和基于数据的方法(如机器学习、人工智能算法)在发动机故障诊断中的应用,实现对故障的实时检测、定位和类型识别。 剩余寿命预测 (RUL): 探讨利用历史运行数据和当前运行状态,运用统计模型、回归分析、机器学习等方法,预测发动机关键部件或整体的剩余使用寿命。 状态监测与性能评估: 介绍如何通过对发动机关键参数的长期监测,评估发动机的性能衰退趋势,及时发现异常工况。 预测性维护: 结合健康监视的输出,讲解如何制定和优化预测性维护策略,实现从计划性维护向按需维护的转变,提高维护效率,减少停机时间。 数字孪生在健康监视中的应用: 探讨如何构建发动机的数字孪生模型,通过实时数据驱动数字孪生,实现对发动机状态的精准模拟、预测和优化。 本书将通过大量的实例和图表,清晰地展示各种理论和技术的应用。读者在阅读过程中,将能够深刻理解飞机发动机控制系统设计的复杂性与精妙性,掌握分析和评估其性能的方法,并了解如何利用先进的健康监视技术来保障航空器的安全和高效运行。

用户评价

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这本书的封面设计给我一种严谨而专业的印象,淡淡的金属灰色调,配合着精密的航发涡轮剖视图,立刻吸引了那些对航空动力学和工程学有着浓厚兴趣的读者。我尤其欣赏它没有采用那种过于花哨或夸张的设计,而是选择了一种更加内敛、信息化的方式来传达内容。书名中的“设计”、“系统分析”和“健康监视”几个关键词,精准地概括了这本书的核心内容,预示着它将深入探讨飞机发动机的方方面面,从最初的构思到长期的维护。我期待这本书能够解答我一直以来对发动机工作原理的困惑,特别是关于那些复杂的气流动力学模拟和材料科学的应用。作为一名对航空技术充满好奇的爱好者,我希望这本书能够提供一些深入浅出的解释,让我能够理解工程师们是如何将如此庞大而精密的机器设计得如此可靠和高效的。我非常好奇在“设计”部分,作者会如何阐述不同类型发动机(如涡轮风扇、涡轮轴等)的设计理念和权衡取舍,以及空气动力学、热力学和材料科学是如何在这个过程中相互作用的。同时,“系统分析”部分也让我充满期待,我想知道这本书会如何剖析发动机内部各个子系统的相互关系,例如燃油系统、润滑系统、点火系统以及它们的控制逻辑。最后,“健康监视”部分更是让我眼前一亮,在现代航空业对安全性和可靠性要求日益提高的今天,能够深入了解发动机的健康状态如何被实时监测和预测,无疑是一大亮点。我希望这本书能够让我对这些尖端技术有一个更清晰的认识,即使我不是一名专业的工程师,也能通过阅读这本书,更深入地理解现代飞机发动机的复杂性和精妙之处,从而拓宽我的知识视野。

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这本书的叙事风格相当的独特,它似乎是在以一种对话的口吻,引导读者一步步深入了解飞机发动机的世界。作者没有选择枯燥的理论堆砌,而是将复杂的工程概念巧妙地融入到生动的情景描述中。例如,在讲解空气动力学原理时,书中会穿插一些关于气流在涡轮叶片上如何作用的模拟场景,让人仿佛置身于发动机的内部,亲眼目睹那些精密的机械部件如何协同工作。我特别喜欢书中对“设计”部分的处理方式,作者并没有直接给出标准答案,而是提出了几个典型的设计场景,然后引导读者思考在不同的约束条件下,应该如何进行权衡和选择。这种互动式的讲解,极大地激发了我的学习兴趣,也让我更容易理解设计过程中的那些微妙之处。在“系统分析”部分,作者更是运用了很多生动的比喻,将那些抽象的控制系统和流体动力学方程变得更加具象化,例如将燃油系统比作发动机的“血管”,将点火系统比作“心脏的跳动”,这样的比喻让我一下子就抓住了核心概念。而对于“健康监视”,书中更是引入了许多现实中的故障案例,并详细分析了故障发生的原因以及如何通过监测数据进行预警,这种贴近实际的讲解方式,让我对发动机维护的复杂性和重要性有了更深刻的认识。总而言之,这本书以一种非常人性化的方式,将原本枯燥的技术知识变得鲜活有趣,让我即使在阅读过程中遇到一些复杂的概念,也能保持持续的兴趣和动力。

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这本书带给我的不仅仅是知识的增长,更是一种对工程技术严谨与创新的深刻体悟。作者在“设计”部分,没有止步于描述性的介绍,而是深入探讨了设计过程中的各种权衡与取舍,例如如何在性能、成本和可靠性之间找到最佳平衡点。书中对不同材料特性的分析,以及它们在特定部位的应用,都体现了作者对细节的极致追求。我尤其赞赏书中对“系统分析”的阐述,它通过清晰的逻辑和详实的图示,将发动机复杂的内部机制一一剖析,让我能够理解那些看似毫不相关的部件是如何协同工作,共同驱动着飞机的腾空而起。书中对控制系统的讲解,更是让我领略了现代科技的强大,从传感器的数据采集到精密的算法控制,每一个环节都充满了智慧。而“健康监视”部分,则让我看到了科技如何从被动应对转向主动预防,通过对大量数据的分析,能够提前发现潜在的隐患,从而最大程度地保障飞行安全。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它不仅是一本技术指南,更是一部工程智慧的结晶。

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这本书的价值体现在它对飞机发动机技术理解的全面性上,它不仅仅停留在理论层面,更深入地探讨了实际应用中的诸多细节。作者在“设计”部分,详细介绍了不同型号发动机的特点,以及它们各自的优缺点,并对未来发动机的发展趋势进行了预测,这对于任何想要了解航空动力学前沿的人来说,都是非常有价值的。我尤其欣赏书中对材料科学的论述,作者解释了为何在发动机的各个部分需要使用不同的合金,以及这些材料是如何承受极端高温和高压的。在“系统分析”部分,书中对控制系统的讲解尤为精彩,它详细阐述了各种传感器如何工作,以及计算机如何处理这些数据来精确控制发动机的运行,让我对现代发动机的自动化程度有了新的认识。我对书中关于燃油效率和排放控制的章节特别感兴趣,作者深入探讨了如何在满足性能要求的同时,最大程度地降低环境影响,这正是当前航空业面临的重要挑战。而“健康监视”部分的讨论,则让我认识到,现代飞机发动机的维护已经从被动维修转向了主动预测,通过实时的数据分析,可以极大地提高发动机的可靠性和使用寿命。这本书的详实内容,对于工程师、学生以及对航空技术有浓厚兴趣的业余爱好者来说,都是一本不可多得的参考书。

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读完这本书,我最大的感受是其内容的广度与深度令人惊叹。作者似乎是一位在航空发动机领域浸淫多年的资深专家,他以一种极为系统和逻辑性的方式,将飞机发动机的整个生命周期都展现在了读者面前。从最基础的发动机概念和工作原理的介绍,到各种先进设计理念的探讨,再到复杂的系统集成和性能分析,最后触及到至关重要的健康管理和故障诊断,每一个环节都讲解得鞭辟入里,又不失条理。我尤其对书中关于“设计”部分的阐述印象深刻,它不仅仅是简单地罗列各种技术参数,而是深入剖析了设计过程中所面临的挑战,例如如何在保证性能的同时兼顾燃油效率、减排和成本效益。书中关于不同材料的应用和加工工艺的介绍,也让我看到了科技进步在发动机制造中的巨大作用。而在“系统分析”部分,作者通过大量的图表和案例,清晰地展示了发动机各个子系统之间的复杂相互作用,以及它们如何共同协作来实现高效可靠的运行。这种全方位的分析,让我对发动机的整体运作有了前所未有的理解。最后,关于“健康监视”的章节,更是让我看到了现代航空技术在预测性维护方面的巨大潜力。书中详细介绍了各种传感器技术、数据采集方法以及先进的算法,如何帮助工程师们在发动机出现故障之前就进行预警和干预,从而最大程度地保障飞行安全和降低运营成本。这本书无疑为我打开了一扇了解飞机发动机精密运作的窗户,让我对这个令人敬畏的工程奇迹有了更深层次的认识和欣赏。

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这本书给我带来的最大启示在于,飞机发动机的复杂性和精密性,远超我的想象。作者在“设计”部分,详细介绍了各种发动机类型的构造原理,以及它们在不同应用场景下的优缺点,这让我对航空动力学有了更全面的认识。书中对材料科学的深入剖析,以及各种先进合金的运用,都让我惊叹于人类智慧的结晶。在“系统分析”方面,作者通过严谨的逻辑和详细的图示,将发动机内部错综复杂的各个子系统,例如燃油系统、点火系统以及控制系统,一一呈现,并详细阐述了它们之间的相互关系以及如何协同工作,这让我对发动机的整体运作有了前所未有的理解。我尤其对书中关于控制系统的讲解印象深刻,它详细阐述了各种传感器如何采集数据,以及计算机如何通过精确的算法来控制发动机的性能,这展现了现代科技的强大力量。而“健康监视”部分,更是让我看到了科技在保障飞行安全方面的巨大潜力,通过对大量运行数据的实时分析,可以有效预测和规避潜在的故障。这本书的内容详实,结构清晰,无疑是一本值得反复阅读的专业书籍。

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我一直对飞机发动机的精密结构和强大动力感到着迷,而这本书恰好满足了我对这些知识的渴求。作者以一种非常系统的方式,将飞机发动机的知识体系化,从最基础的原理到最前沿的技术,都进行了深入的讲解。我尤其欣赏书中对“设计”部分的细致描述,它不仅讲解了各种发动机类型的构造,还深入探讨了不同设计理念的权衡和取舍,例如如何平衡推力、效率和成本。书中关于材料科学的阐述也让我大开眼界,了解了各种先进合金是如何在极端环境下保持稳定性的。在“系统分析”方面,作者通过大量的图表和公式,详细地剖析了发动机内部各个子系统是如何相互协作的,例如燃油系统、点火系统以及控制系统,这让我对发动机的整体运作有了更清晰的认识。我特别喜欢书中对“健康监视”部分的讲解,它让我了解到现代飞机发动机是如何通过各种传感器和数据分析技术,实现对自身状态的实时监控和预测性维护,这对于保障飞行安全至关重要。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它不仅适合专业人士阅读,也适合所有对航空技术感兴趣的读者。

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这是一本令人眼前一亮的专业书籍,它以一种极其系统和深入的方式,揭示了飞机发动机的奥秘。作者在“设计”部分,并没有仅仅停留在理论层面,而是深入到实际设计过程中所面临的挑战,例如如何优化气流管理,以及如何选择最适合的材料来承受极端的温度和压力。书中对不同发动机类型的设计理念和技术演进的梳理,也让我受益匪浅。在“系统分析”方面,作者通过精炼的语言和大量的图解,将发动机复杂的内部结构和各子系统之间的相互作用,描绘得清晰明了,这让我对发动机的整体运行机制有了更透彻的理解。我尤其对书中关于控制系统的讲解印象深刻,它详细阐述了各种传感器如何协同工作,以及计算机如何通过精确的算法来控制发动机的性能,这展现了现代科技的强大力量。而“健康监视”部分,更是让我看到了科技在保障飞行安全方面的巨大潜力,通过对大量运行数据的实时分析,可以有效预测和规避潜在的故障。这本书的内容严谨而专业,结构合理,绝对是航空工程领域的一本力作。

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这本书无疑是一部航空发动机领域的百科全书,它以一种清晰而严谨的逻辑,将发动机的方方面面都展现得淋漓尽致。作者在“设计”部分,对不同类型发动机的结构和工作原理进行了详细的介绍,并着重分析了各种设计决策背后的考量,例如如何优化空气动力学性能,以及如何选择合适的材料。书中对各种先进制造工艺的介绍,也让我看到了工程技术的不断进步。在“系统分析”方面,作者通过大量的图示和案例,深入剖析了发动机内部各个子系统的相互关系,以及它们如何协同工作来实现高效可靠的运行,这对于理解发动机的整体性能至关重要。我尤其对书中关于控制系统的讲解印象深刻,它详细阐述了各种传感器如何采集数据,以及控制算法如何实现对发动机的精确调控。而“健康监视”部分,更是让我看到了现代航空技术在预测性维护方面的巨大潜力,通过实时的数据分析,可以及时发现潜在的故障,从而避免严重的安全事故。这本书的内容非常丰富,结构也非常清晰,适合作为一本全面的参考书籍。

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作为一名航空爱好者,我一直在寻找一本能够全面深入地介绍飞机发动机的书籍,而这本《飞机发动机控制:设计、系统分析和健康监视》正是我的理想之选。作者以其深厚的专业知识和严谨的写作风格,为我们呈现了一幅飞机发动机的宏伟画卷。在“设计”篇章中,我惊叹于工程师们如何在有限的空间内,将如此复杂的机械结构设计得如此精密高效,书中对各种材料的运用和加工工艺的介绍,也让我对现代制造业的水平有了更深的认识。对于“系统分析”部分,作者更是展现了其对发动机整体运作的深刻理解,他通过详细的图表和深入的讲解,将各个子系统之间的相互作用以及它们是如何协同工作的,描绘得淋漓尽致,这让我对发动机的稳定运行有了更全面的认识。而“健康监视”部分,更是让我看到了科技在保障飞行安全方面的巨大作用,书中对各种传感器技术和数据分析方法的介绍,让我了解了如何通过实时监测,来预测和避免潜在的故障。这本书不仅内容详实,而且结构清晰,语言也相对易懂,对于我这样的非专业人士来说,也能够从中获得丰富的知识。

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书挺好的,做毕业设计用,京东速度也快。好评。

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好。。。。。。。。。

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质量不错,没有翘边、褶皱、破损

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非常经典的一本书,搞航发控制必备书籍。

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纸张不错,书是自己想要的,内容很丰富

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还是不错的一本书

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