基于死区补偿的氧调器平稳切换自抗扰控制

董方酉，孙青林，张晓雷，蒋玉新，孙明玮，陈增强

南开大学 计算机与控制工程学院，天津 300350

供氧系统是歼击机中保证飞行员生命安全的必备设施。其中的氧气调节器(以下简称氧调器)根据飞行员呼吸调节进氧量。随着航空航天技术的发展，新形势对航空供氧装备的要求日趋提高。相比于吸气阻力大，响应速度慢的传统机械式氧调器[1]，电子式氧调器系统现在逐渐被广泛应用[2-3]。电子式氧调器的主要控制目的是维持氧气面罩内压强在航空供氧设备国家军用标准1013-90呼吸阻力容许界限[4](以下简称阻力界限)内。由于在歼击机飞行过程中，飞行员的呼吸状态具有很大的随机性和时变性。同时氧调器系统内部执行机构呈非线性特性，尤其驱动阀门具有死区特性，这使氧调器的控制难度很大。因此建立一套符合实际的氧调器系统模型并选择精确的控制策略对于电子氧调器的发展应用具有重要意义。

在国外，法国Air-Liquide公司已将其研制的电控式供氧抗荷调节系统装备在美国F-35战斗机的飞行员防护系统中，具有快速准确的性能。在国内，许多研究仍停留在气动式氧调器的改进和分析中。电子式氧调器的研究相对比较少。孙灿飞[5]和俞笑[2]等采用步进电机作为执行机构，分别采用模糊控制算法来控制氧调器以及对氧调器的单片机硬件设计方案进行了介绍。但步进电机具有体积重量大、能源利用率低和难以实现较高转速等缺点，因此不适用于高标准军用氧调器。……