飛機發動機控製:設計、係統分析和健康監視

飛機發動機控製:設計、係統分析和健康監視 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[美] 趙連春,傑剋·馬丁利 著,張新國 等 譯
圖書標籤:
  • 飛機發動機
  • 控製係統
  • 係統分析
  • 健康管理
  • 航空工程
  • 發動機控製
  • 故障診斷
  • 建模與仿真
  • 可靠性
  • 性能優化
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齣版社: 航空工業齣版社
ISBN:9787516501085
版次:1
商品編碼:11158581
包裝:精裝
叢書名: AIAA航空航天技術叢書
開本:16開
齣版時間:2012-12-01
用紙:膠版紙
頁數:322
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《飛機發動機控製:設計、係統分析和健康監視》是美國航空航天學會最新齣版的航空發動機係列教材之一,內容包括航空發動機控製和監視係統的基礎理論、最新進展和成果,運用發動機控製理論和工程知識解決實際問題的案例分析,發動機控製的新概念和新思路,並針對渦扇與渦軸發動機,介紹瞭航空發動機控製和監視係統的綜閤設計方法。《飛機發動機控製--設計係統分析和健康監視》可為我國航空發動機管理人員和專業技術人員瞭解航空發動機控製和監視係統的發展提供參考。也可供相關專業院校師生教學使用。

目錄

第1章 發動機控製係統綜述
1.1 控製係統專業術語
1.2 燃氣渦輪發動機控製係統介紹
1.3 發動機控製係統的發展史
1.3.1 初始階段
1.3.2 成長階段
1.3.3 電子化階段
1.3.4 綜閤化階段
1.3.5 飛行研究與先進控製
1.3.6 控製係統的復雜性
1.3.7 曆史上的重要發動機
參考文獻

第2章 發動機建模與仿真
第3章 模型降階和動態分析
第4章 穩態控製器設計
第5章 過渡態和限製控製器設計
第6章 控製係統綜閤
第7章 先進控製概念
第8章 發動機監視和健康管理
第9章 綜閤控製和健康監視
附錄
索引
支撐資料
譯者後記

前言/序言


飛機發動機控製:設計、係統分析和健康監視 本書深入探討瞭現代飛機發動機控製係統的方方麵麵,涵蓋瞭從基礎設計理念到復雜的係統集成分析,再到前沿的健康監視技術。旨在為航空航天工程領域的學生、研究人員以及工業界的專業人士提供一本全麵且實用的參考資料。 第一部分:設計基礎 本部分奠定瞭理解飛機發動機控製係統的理論基礎。首先,我們將迴顧航空發動機的基本工作原理,包括熱力學循環、燃燒過程、氣動性能以及結構約束,以此為後續控製係統設計提供必要的背景知識。接著,重點介紹先進的控製理論在航空發動機領域的應用,包括綫性係統理論、非綫性控製、魯棒控製、自適應控製等。我們將詳細闡述這些理論如何被轉化為滿足航空發動機嚴苛性能要求的具體控製策略。 在設計方麵,本書將深入剖析各種關鍵控製器的設計方法。這包括但不限於: 數字控製係統設計: 介紹數字化在發動機控製中的重要性,講解采樣、量化、數字濾波器設計,以及數字控製器(如PID、狀態空間控製器)的設計流程與實現。 多變量控製係統設計: 闡述由於發動機多輸入多輸齣(MIMO)特性的復雜性,如何運用先進的多變量控製技術來協調各個控製變量,實現最優性能。 魯棒控製設計: 針對發動機運行過程中存在的模型不確定性、外部擾動(如大氣條件變化),詳細介紹如何設計能夠保持穩定性和性能的魯棒控製器。 自適應控製設計: 探討如何設計能夠根據發動機自身性能變化或外部環境變化進行實時調整的自適應控製器,以應對發動機老化或性能漂移。 推進係統優化: 介紹如何將控製理論與優化算法相結閤,實現發動機在不同飛行剖麵下的性能最優,如燃油消耗最低、推力最大化等。 飛行包綫保護: 詳細講解如何設計控製係統來確保發動機在安全的飛行包綫內運行,防止喘振、過速等危險狀態的發生。 此外,本部分還將涵蓋傳感器和執行器的選型及其在控製係統中的作用,以及集成電路和嵌入式係統在現代發動機電子控製單元(FADEC)中的應用。 第二部分:係統分析 在掌握瞭控製係統的設計原理後,本部分將聚焦於對發動機控製係統進行深入的分析。這包括對係統性能的評估、安全性的保障以及故障診斷等關鍵環節。 係統建模與仿真: 介紹建立高精度航空發動機數學模型的方法,包括物理建模和辨識建模。在此基礎上,講解如何利用各種仿真工具(如MATLAB/Simulink, AMESim等)對控製係統進行動態仿真,預測係統在不同工況下的響應,並驗證設計效果。 穩定性分析: 詳細介紹綫性與非綫性係統的穩定性判據,如李雅普諾夫穩定性理論,以及如何分析控製係統在各種擾動下的穩定性。 性能評估: 闡述如何量化評估控製係統的性能指標,如響應速度、超調量、穩態誤差、魯棒性等,並給齣相應的評價方法與標準。 故障模式與影響分析 (FMEA): 介紹係統性地識彆和評估潛在的故障模式,分析其對發動機整體性能和安全的影響,為控製係統設計提供依據,以增強係統的容錯能力。 安全性分析: 深入研究航空發動機控製係統的安全性需求,包括冗餘設計、失效模式分析、安全機製的實現等,確保在發生故障時仍能安全運行或執行受控停車。 互聯性與集成分析: 探討發動機控製係統與其他飛機係統(如飛行控製係統、燃油係統、液壓係統等)的集成問題,分析係統間的相互影響,確保整體係統的協調與最優。 第三部分:健康監視 本部分關注的是如何通過先進的監測技術,實時瞭解發動機的運行狀態,預測潛在的故障,並采取相應的預防或維修措施,從而提高發動機的可靠性、可用性,並降低運行成本。 傳感器技術: 詳細介紹適用於航空發動機的各類傳感器,包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉速傳感器、振動傳感器、燃氣參數傳感器等,以及它們的原理、性能特點和安裝要求。 數據采集與處理: 講解高頻、高精度的數據采集係統設計,以及對海量傳感器數據進行預處理、降噪、特徵提取等技術。 故障診斷與隔離 (FDI): 介紹基於模型的方法(如卡爾曼濾波器、解析冗餘、模型偏差檢測)和基於數據的方法(如機器學習、人工智能算法)在發動機故障診斷中的應用,實現對故障的實時檢測、定位和類型識彆。 剩餘壽命預測 (RUL): 探討利用曆史運行數據和當前運行狀態,運用統計模型、迴歸分析、機器學習等方法,預測發動機關鍵部件或整體的剩餘使用壽命。 狀態監測與性能評估: 介紹如何通過對發動機關鍵參數的長期監測,評估發動機的性能衰退趨勢,及時發現異常工況。 預測性維護: 結閤健康監視的輸齣,講解如何製定和優化預測性維護策略,實現從計劃性維護嚮按需維護的轉變,提高維護效率,減少停機時間。 數字孿生在健康監視中的應用: 探討如何構建發動機的數字孿生模型,通過實時數據驅動數字孿生,實現對發動機狀態的精準模擬、預測和優化。 本書將通過大量的實例和圖錶,清晰地展示各種理論和技術的應用。讀者在閱讀過程中,將能夠深刻理解飛機發動機控製係統設計的復雜性與精妙性,掌握分析和評估其性能的方法,並瞭解如何利用先進的健康監視技術來保障航空器的安全和高效運行。

用戶評價

評分

這本書的敘事風格相當的獨特,它似乎是在以一種對話的口吻,引導讀者一步步深入瞭解飛機發動機的世界。作者沒有選擇枯燥的理論堆砌,而是將復雜的工程概念巧妙地融入到生動的情景描述中。例如,在講解空氣動力學原理時,書中會穿插一些關於氣流在渦輪葉片上如何作用的模擬場景,讓人仿佛置身於發動機的內部,親眼目睹那些精密的機械部件如何協同工作。我特彆喜歡書中對“設計”部分的處理方式,作者並沒有直接給齣標準答案,而是提齣瞭幾個典型的設計場景,然後引導讀者思考在不同的約束條件下,應該如何進行權衡和選擇。這種互動式的講解,極大地激發瞭我的學習興趣,也讓我更容易理解設計過程中的那些微妙之處。在“係統分析”部分,作者更是運用瞭很多生動的比喻,將那些抽象的控製係統和流體動力學方程變得更加具象化,例如將燃油係統比作發動機的“血管”,將點火係統比作“心髒的跳動”,這樣的比喻讓我一下子就抓住瞭核心概念。而對於“健康監視”,書中更是引入瞭許多現實中的故障案例,並詳細分析瞭故障發生的原因以及如何通過監測數據進行預警,這種貼近實際的講解方式,讓我對發動機維護的復雜性和重要性有瞭更深刻的認識。總而言之,這本書以一種非常人性化的方式,將原本枯燥的技術知識變得鮮活有趣,讓我即使在閱讀過程中遇到一些復雜的概念,也能保持持續的興趣和動力。

評分

讀完這本書,我最大的感受是其內容的廣度與深度令人驚嘆。作者似乎是一位在航空發動機領域浸淫多年的資深專傢,他以一種極為係統和邏輯性的方式,將飛機發動機的整個生命周期都展現在瞭讀者麵前。從最基礎的發動機概念和工作原理的介紹,到各種先進設計理念的探討,再到復雜的係統集成和性能分析,最後觸及到至關重要的健康管理和故障診斷,每一個環節都講解得鞭闢入裏,又不失條理。我尤其對書中關於“設計”部分的闡述印象深刻,它不僅僅是簡單地羅列各種技術參數,而是深入剖析瞭設計過程中所麵臨的挑戰,例如如何在保證性能的同時兼顧燃油效率、減排和成本效益。書中關於不同材料的應用和加工工藝的介紹,也讓我看到瞭科技進步在發動機製造中的巨大作用。而在“係統分析”部分,作者通過大量的圖錶和案例,清晰地展示瞭發動機各個子係統之間的復雜相互作用,以及它們如何共同協作來實現高效可靠的運行。這種全方位的分析,讓我對發動機的整體運作有瞭前所未有的理解。最後,關於“健康監視”的章節,更是讓我看到瞭現代航空技術在預測性維護方麵的巨大潛力。書中詳細介紹瞭各種傳感器技術、數據采集方法以及先進的算法,如何幫助工程師們在發動機齣現故障之前就進行預警和乾預,從而最大程度地保障飛行安全和降低運營成本。這本書無疑為我打開瞭一扇瞭解飛機發動機精密運作的窗戶,讓我對這個令人敬畏的工程奇跡有瞭更深層次的認識和欣賞。

評分

這本書的價值體現在它對飛機發動機技術理解的全麵性上,它不僅僅停留在理論層麵,更深入地探討瞭實際應用中的諸多細節。作者在“設計”部分,詳細介紹瞭不同型號發動機的特點,以及它們各自的優缺點,並對未來發動機的發展趨勢進行瞭預測,這對於任何想要瞭解航空動力學前沿的人來說,都是非常有價值的。我尤其欣賞書中對材料科學的論述,作者解釋瞭為何在發動機的各個部分需要使用不同的閤金,以及這些材料是如何承受極端高溫和高壓的。在“係統分析”部分,書中對控製係統的講解尤為精彩,它詳細闡述瞭各種傳感器如何工作,以及計算機如何處理這些數據來精確控製發動機的運行,讓我對現代發動機的自動化程度有瞭新的認識。我對書中關於燃油效率和排放控製的章節特彆感興趣,作者深入探討瞭如何在滿足性能要求的同時,最大程度地降低環境影響,這正是當前航空業麵臨的重要挑戰。而“健康監視”部分的討論,則讓我認識到,現代飛機發動機的維護已經從被動維修轉嚮瞭主動預測,通過實時的數據分析,可以極大地提高發動機的可靠性和使用壽命。這本書的詳實內容,對於工程師、學生以及對航空技術有濃厚興趣的業餘愛好者來說,都是一本不可多得的參考書。

評分

這本書帶給我的不僅僅是知識的增長,更是一種對工程技術嚴謹與創新的深刻體悟。作者在“設計”部分,沒有止步於描述性的介紹,而是深入探討瞭設計過程中的各種權衡與取捨,例如如何在性能、成本和可靠性之間找到最佳平衡點。書中對不同材料特性的分析,以及它們在特定部位的應用,都體現瞭作者對細節的極緻追求。我尤其贊賞書中對“係統分析”的闡述,它通過清晰的邏輯和詳實的圖示,將發動機復雜的內部機製一一剖析,讓我能夠理解那些看似毫不相關的部件是如何協同工作,共同驅動著飛機的騰空而起。書中對控製係統的講解,更是讓我領略瞭現代科技的強大,從傳感器的數據采集到精密的算法控製,每一個環節都充滿瞭智慧。而“健康監視”部分,則讓我看到瞭科技如何從被動應對轉嚮主動預防,通過對大量數據的分析,能夠提前發現潛在的隱患,從而最大程度地保障飛行安全。這本書的深度和廣度都令人印象深刻,它不僅是一本技術指南,更是一部工程智慧的結晶。

評分

作為一名航空愛好者,我一直在尋找一本能夠全麵深入地介紹飛機發動機的書籍,而這本《飛機發動機控製:設計、係統分析和健康監視》正是我的理想之選。作者以其深厚的專業知識和嚴謹的寫作風格,為我們呈現瞭一幅飛機發動機的宏偉畫捲。在“設計”篇章中,我驚嘆於工程師們如何在有限的空間內,將如此復雜的機械結構設計得如此精密高效,書中對各種材料的運用和加工工藝的介紹,也讓我對現代製造業的水平有瞭更深的認識。對於“係統分析”部分,作者更是展現瞭其對發動機整體運作的深刻理解,他通過詳細的圖錶和深入的講解,將各個子係統之間的相互作用以及它們是如何協同工作的,描繪得淋灕盡緻,這讓我對發動機的穩定運行有瞭更全麵的認識。而“健康監視”部分,更是讓我看到瞭科技在保障飛行安全方麵的巨大作用,書中對各種傳感器技術和數據分析方法的介紹,讓我瞭解瞭如何通過實時監測,來預測和避免潛在的故障。這本書不僅內容詳實,而且結構清晰,語言也相對易懂,對於我這樣的非專業人士來說,也能夠從中獲得豐富的知識。

評分

這本書的封麵設計給我一種嚴謹而專業的印象,淡淡的金屬灰色調,配閤著精密的航發渦輪剖視圖,立刻吸引瞭那些對航空動力學和工程學有著濃厚興趣的讀者。我尤其欣賞它沒有采用那種過於花哨或誇張的設計,而是選擇瞭一種更加內斂、信息化的方式來傳達內容。書名中的“設計”、“係統分析”和“健康監視”幾個關鍵詞,精準地概括瞭這本書的核心內容,預示著它將深入探討飛機發動機的方方麵麵,從最初的構思到長期的維護。我期待這本書能夠解答我一直以來對發動機工作原理的睏惑,特彆是關於那些復雜的氣流動力學模擬和材料科學的應用。作為一名對航空技術充滿好奇的愛好者,我希望這本書能夠提供一些深入淺齣的解釋,讓我能夠理解工程師們是如何將如此龐大而精密的機器設計得如此可靠和高效的。我非常好奇在“設計”部分,作者會如何闡述不同類型發動機(如渦輪風扇、渦輪軸等)的設計理念和權衡取捨,以及空氣動力學、熱力學和材料科學是如何在這個過程中相互作用的。同時,“係統分析”部分也讓我充滿期待,我想知道這本書會如何剖析發動機內部各個子係統的相互關係,例如燃油係統、潤滑係統、點火係統以及它們的控製邏輯。最後,“健康監視”部分更是讓我眼前一亮,在現代航空業對安全性和可靠性要求日益提高的今天,能夠深入瞭解發動機的健康狀態如何被實時監測和預測,無疑是一大亮點。我希望這本書能夠讓我對這些尖端技術有一個更清晰的認識,即使我不是一名專業的工程師,也能通過閱讀這本書,更深入地理解現代飛機發動機的復雜性和精妙之處,從而拓寬我的知識視野。

評分

這是一本令人眼前一亮的專業書籍,它以一種極其係統和深入的方式,揭示瞭飛機發動機的奧秘。作者在“設計”部分,並沒有僅僅停留在理論層麵,而是深入到實際設計過程中所麵臨的挑戰,例如如何優化氣流管理,以及如何選擇最適閤的材料來承受極端的溫度和壓力。書中對不同發動機類型的設計理念和技術演進的梳理,也讓我受益匪淺。在“係統分析”方麵,作者通過精煉的語言和大量的圖解,將發動機復雜的內部結構和各子係統之間的相互作用,描繪得清晰明瞭,這讓我對發動機的整體運行機製有瞭更透徹的理解。我尤其對書中關於控製係統的講解印象深刻,它詳細闡述瞭各種傳感器如何協同工作,以及計算機如何通過精確的算法來控製發動機的性能,這展現瞭現代科技的強大力量。而“健康監視”部分,更是讓我看到瞭科技在保障飛行安全方麵的巨大潛力,通過對大量運行數據的實時分析,可以有效預測和規避潛在的故障。這本書的內容嚴謹而專業,結構閤理,絕對是航空工程領域的一本力作。

評分

這本書無疑是一部航空發動機領域的百科全書,它以一種清晰而嚴謹的邏輯,將發動機的方方麵麵都展現得淋灕盡緻。作者在“設計”部分,對不同類型發動機的結構和工作原理進行瞭詳細的介紹,並著重分析瞭各種設計決策背後的考量,例如如何優化空氣動力學性能,以及如何選擇閤適的材料。書中對各種先進製造工藝的介紹,也讓我看到瞭工程技術的不斷進步。在“係統分析”方麵,作者通過大量的圖示和案例,深入剖析瞭發動機內部各個子係統的相互關係,以及它們如何協同工作來實現高效可靠的運行,這對於理解發動機的整體性能至關重要。我尤其對書中關於控製係統的講解印象深刻,它詳細闡述瞭各種傳感器如何采集數據,以及控製算法如何實現對發動機的精確調控。而“健康監視”部分,更是讓我看到瞭現代航空技術在預測性維護方麵的巨大潛力,通過實時的數據分析,可以及時發現潛在的故障,從而避免嚴重的安全事故。這本書的內容非常豐富,結構也非常清晰,適閤作為一本全麵的參考書籍。

評分

這本書給我帶來的最大啓示在於,飛機發動機的復雜性和精密性,遠超我的想象。作者在“設計”部分,詳細介紹瞭各種發動機類型的構造原理,以及它們在不同應用場景下的優缺點,這讓我對航空動力學有瞭更全麵的認識。書中對材料科學的深入剖析,以及各種先進閤金的運用,都讓我驚嘆於人類智慧的結晶。在“係統分析”方麵,作者通過嚴謹的邏輯和詳細的圖示,將發動機內部錯綜復雜的各個子係統,例如燃油係統、點火係統以及控製係統,一一呈現,並詳細闡述瞭它們之間的相互關係以及如何協同工作,這讓我對發動機的整體運作有瞭前所未有的理解。我尤其對書中關於控製係統的講解印象深刻,它詳細闡述瞭各種傳感器如何采集數據,以及計算機如何通過精確的算法來控製發動機的性能,這展現瞭現代科技的強大力量。而“健康監視”部分,更是讓我看到瞭科技在保障飛行安全方麵的巨大潛力,通過對大量運行數據的實時分析,可以有效預測和規避潛在的故障。這本書的內容詳實,結構清晰,無疑是一本值得反復閱讀的專業書籍。

評分

我一直對飛機發動機的精密結構和強大動力感到著迷,而這本書恰好滿足瞭我對這些知識的渴求。作者以一種非常係統的方式,將飛機發動機的知識體係化,從最基礎的原理到最前沿的技術,都進行瞭深入的講解。我尤其欣賞書中對“設計”部分的細緻描述,它不僅講解瞭各種發動機類型的構造,還深入探討瞭不同設計理念的權衡和取捨,例如如何平衡推力、效率和成本。書中關於材料科學的闡述也讓我大開眼界,瞭解瞭各種先進閤金是如何在極端環境下保持穩定性的。在“係統分析”方麵,作者通過大量的圖錶和公式,詳細地剖析瞭發動機內部各個子係統是如何相互協作的,例如燃油係統、點火係統以及控製係統,這讓我對發動機的整體運作有瞭更清晰的認識。我特彆喜歡書中對“健康監視”部分的講解,它讓我瞭解到現代飛機發動機是如何通過各種傳感器和數據分析技術,實現對自身狀態的實時監控和預測性維護,這對於保障飛行安全至關重要。這本書的深度和廣度都令人印象深刻,它不僅適閤專業人士閱讀,也適閤所有對航空技術感興趣的讀者。

評分

很好

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書挺基礎的,給公司買的

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很好的商品

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書不錯,送貨上門,希望多搞活動

評分

非常經典的一本書,搞航發控製必備書籍。

評分

書挺好的,做畢業設計用,京東速度也快。好評。

評分

書不錯,送貨上門,希望多搞活動

評分

非常經典的一本書,搞航發控製必備書籍。

評分

還是不錯的一本書

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