随着国内外航空动力系统的持续发展，多电航空发动机控制已成为近年来新兴研究热点之一。本书围绕多电航空发动机，基于滑模理论，较为全面地阐述多电航空发动机整机及其典型部件的容错控制方法，具有理论与工程相结合的显著特点。本书内容主要包括多电航空发动机及其控制研究的国内外现状与发展趋势、面向控制系统设计的航空发动机建模、航空发动机先进滑模容错控制、多电航空发动机交直流混合电力系统智能容错控制、磁悬浮轴承系统滑模容错控制、起动/发电机系统滑模控制与容错策略、航空电动燃油泵滑模容错控制等。 本书可作为航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理、能源动力、航空航天、动力机械、电气工程、自动化等相关领域从事系统建模、容错设计、先进控制等研究与应用工作的科研人员、工程技术人员及高等院校相关专业的教师、高年级本科生、硕士研究生和博士研究生的参考书。

第1章 绪论
1.1 多电航空发动机简述
1.1.1 传统飞机
1.1.2 多电飞机
1.1.3 传统航空发动机
1.1.4 多电航空发动机
1.2 滑模控制理论与应用简述
1.2.1 滑模控制理论与应用的发展过程与趋势
1.2.2 滑模控制中存在的主要问题
1.3 容错控制理论与应用简述
1.3.1 被动容错控制
1.3.2 主动容错控制
1.4 多电航空发动机容错控制理论与应用简述
1.4.1 航空发动机容错控制
1.4.2 多电发动机重要部件容错控制
1.5 本书结构
第2章 面向控制系统设计的航空发动机建模
2.0 引言
2.1 航空发动机非线性部件级模型
2.1.1 部件级模型建模机理
2.1.2 共同工作方程
2.1.3 部件级模型MATLAB/Simulink仿真界面
2.2 航空发动机线性化模型
2.2.1 系统稳态点状态变量模型
2.2.2 系统各参数选取
2.2.3 模型归一化
2.2.4 线性模型与部件级模型仿真对比
2.2.5 发动机线性不确定模型
2.3 航空发动机平衡流形展开模型
2.3.1 平衡流形展开建模基本原理
2.3.2 航空发动机的平衡流形模型分析
2.3.3 航空发动机平衡流形展开模型建立过程
2.4 本章小结
第3章 航空发动机滑模容错控制
3.0 引言
3.1 滑模控制基本理论
3.1.1 系统描述及基本概念
3.1.2 匹配扰动的鲁棒性
3.1.3 滑模控制的抖振问题
3.1.4 基于趋近律的线性滑模控制器设计
3.1.5 基于积分滑模面的滑模控制器设计
3.2 航空发动机传感器故障分数阶滑模容错控制
3.2.1 分数阶微积分数学基础
3.2.2 基于分数阶积分滑模观测器传感器故障估计
3.2.3 分数阶积分滑模控制
3.2.4 容错控制系统设计
3.2.5 仿真验证
3.3 基于自适应故障诊断的航空发动机滑模容错控制
3.3.1 含传感器和执行机构故障的航空发动机线性模型
3.3.2 故障检测观测器设计
3.3.3 自适应故障估计器设计
3.3.4 滑模容错控制器设计
3.3.5 鲁棒稳定性分析
3.3.6 仿真验证
3.4 本章小结
第4章 基于交直流混合电力系统的多电航空发动机智能容错控制
4.0 引言
4.1 多电航空发动机交直流混合电力系统设计
4.2 直流母线电源侧的智能容错控制
4.2.1 发动机智能滑模容错控制
4.2.2 发电机控制
4.2.3 AC/DC整流器的智能控制
4.3 基于DC/AC的虚拟同步发电机设计
4.4 仿真验证
4.4.1 航空发动机的智能容错控制
4.4.2 整个多电航空发动机电力系统的智能控制
4.5 本章小结
第5章 主动磁悬浮轴承系统滑模容错控制
5.0 引言
5.1 推力主动磁悬浮轴承系统二重积分滑模控制
5.1.1 推力主动磁悬浮轴承系统模型
5.1.2 基于非线性扩展干扰估计器的滑模控制方法
5.1.3 仿真验证
5.2 五自由度主动磁悬浮轴承转子系统微分滑模控制
5.2.1 五自由度主动磁悬浮轴承转子系统描述及其模型
5.2.2 基于干扰估计的输出反馈微分滑模控制方法
5.2.3 仿真验证
5.3 磁悬浮轴承转子系统传感器故障滑模容错控制
5.4 本章小结
第6章 三级式同步起动/发电机容错控制
6.0 引言
6.1 三级式同步起动/发电系统原理与建模
6.1.1 航空发动机对起动/发电机性能的要求
6.1.2 三级式同步电机的原理
6.1.3 三级式同步电机的数学模型
6.2 基于自抗扰控制的起动过程控制
6.2.1 励磁控制方法
6.2.2 主发电机的起动控制系统设计
6.2.3 基于分数阶自抗扰控制的起动控制器设计
6.2.4 仿真结果分析
6.3 基于滑模串级自抗扰控制的发电过程稳态调压控制
6.3.1 发电调压控制结构
6.3.2 串级自抗扰控制设计
6.3.3 滑模自抗扰控制设计
6.3.4 滑模串级自抗扰控制设计
6.3.5 仿真结果分析
6.4 起动/发电切换保护容错控制策略
6.4.1 混合自动机理论
6.4.2 切换过程混合自动机模型
6.4.3 基于混合自动机的故障保护容错策略
6.4.4 仿真结果分析
6.5 本章小结
第7章 航空电动燃油泵滑模容错控制
7.0 引言
7.1 航空电动燃油泵数学模型
7.1.1 航空电动燃油泵系统
7.1.2 外啮合齿轮泵系统
7.1.3 无刷直流电机系统
7.1.4 小结
7.2 基于二次型积分滑模面的组合滑模控制
7.2.1 滑模面设计
7.2.2 组合滑模控制器设计
7.2.3 滑模面可达性及稳定性证明
7.2.4 仿真验证
7.2.5 小结
7.3 航空电动燃油泵执行机构滑模容错控制
7.3.1 基于Walcott-Zak观测器的容错控制器
7.3.2 基于混合非奇异快速终端滑模观测器的容错控制器
7.3.3 小结
7.4 航空电动燃油泵硬件实验平台
7.4.1 实验设备介绍
7.4.2 实验系统结构
7.4.3 实物效