数字式座舱压力非线性控制

张国元，谢学坤，李青蒙

（新乡航空工业（集团）有限公司，河南新乡，453000）

0 引言

座舱压力控制系统是飞机空调系统的主要组成部分，其作用是在整个飞行过程中调节座舱压力和压力变化率以保证飞机结构的安全和空乘人员的生命安全和舒适性[2]。随着机载航电系统的发展，座舱压力控制系统也从传统的气动式或电子气动式向全数字化发展。得益于电子技术的发展，复杂的控制算法可以集成到数字控制器中，实践证明数字式座舱压力控制系统拥有更强的适应性，安全性和舒适性。

本文在普通PID 控制基础上引入专家经验，形成专家PID 的控制。借用模型自适应控制的原理提出了增益自适应控制的方法，并通过试验论证了本方案的可行性。

1 数字式座舱压力控制工作原理

数字式座舱压力控制系统包括：座舱压力控制器、电动排气活门、控制面板等。如图1 所示。

图1 数字式座舱压力控制系统组成

其工作原理为控制面板启动座舱压力控制器工作，座舱压力控制器通过座舱压力传感器，实时采集座舱压力Pc 并计算座舱压力变化率dPc/dt，通过大气压力传感器实时采集大气压力Ph 并计算大气压力变化率dPh/dt，实时采集电动排气活门开度θ；座舱压力控制器跟据内置的座舱压力制度模型,给出座舱压力目标值和压力变化率目标值，控制电动排气活门开度，从而控制座舱压力及压力变化率，如图2 所示。

图2 数字式座舱压力控制原理

电动排气活门采用蝶阀结构形式，如图3 所示，是飞机座舱的排气通道，采用直流无刷电机带动减速机构输出力矩到活门轴，带动排气活门蝶板转动，排气活门安装有位置传感器连接到座舱压力控制器实现排气活门位置闭环控制。……