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航空发动机控制系统涵盖控制理论、机械液压、电子电气等多个学科,各学科往往使用各自的专业工具和平台开展高精度建模工作,但是各软件之间差异较大,且相互独立,因此集成这些学科的平台模型,实现系统级的高精度仿真与验证是一个极大的挑战问题。针对该挑战,本文提出一种基于Functional Mock-up Interface(FMI)的多学科联合仿真方法,实现了航空发动机控制系统多领域模型的全数字联合仿真,并成功将FMI集成到全数字仿真平台(FADEC Works,FWorks)和硬件在回路(Hardware in the Loop,HIL)实时仿真试验平台中。论文包括以下主要工作:首先,开展航空发动机建模研究。以T-MATS JT9D发动机模型为研究对象,重点介绍了航空发动机部件的建模原理和方法,包括热力学原理、稳态和动态模型的平衡方程等,并阐述了如何使用C和Simulink进行混合建模和仿真,该方式可以在保证模型运行速度的前提下,提高建模效率。然后,开展控制系统部件建模与控制律设计研究。分析了航空发动机控制系统建模的总体需求,提出基于不同工具的航空发动机控制系统部件和控制律模型建模方法,包括基于Simulink建立转速传感器模型和控制律、基于Modelica的航空发动机转速调理电路模型和基于AMESim建立燃油执行机构简化模型,该方法为多学科联合仿真打下基础。其次,提出基于FMI的控制系统联合仿真方法。系统阐述FMI的仿真机制和接口规范,将基于不同软件建立的模型生成为符合FMI标准的仿真组件,并分别对各组件进行仿真验证,以Simulink为主控程序集成所有组件,完成所提出的控制系统多学科联合仿真方法。再次,开展全数字仿真平台集成与验证。搭建了全数字仿真平台,将FMI功能集成到仿真平台,对仿真平台的接口进行标准化处理,使得在该平台上开发的模型和控制律能够无缝地移植到硬件在回路实时仿真平台中,并在全数字仿真平台上进行控制系统集成仿真验证。最后,进行硬件在回路仿真平台集成与验证。在硬件在回路实时仿真平台上集成FMI功能,将经过全数字仿真平台验证之后的模型和控制律移植到硬件在回路仿真平台,完成基于硬件在回路实时仿真平台的集成与验证。全文多学科、跨平台联合仿真结果都表明本文提出的基于FMI的多学科联合仿真方法能实现航空发动机控制系统多学科模型集成和跨平台仿真,为实现高精度控制系统设计、集成、仿真与验证打下了基础。