航空发动机控制系统是由航空发动机、控制器、执行机构和传感器组成。传感器是故障多发部件之一,其信号的正常与否将直接影响发动机控制系统的正常工作。适航规章CCAR33.28发动机控制系统条款中也对航空发动机控制系统的安全性做出了明确规定,发动机控制系统部件的单点失效不会导致危害性后果。为了研究传感器故障对发动机性能参数的定量影响,本文以发动机部件级模型和控制器组成的控制系统为依据,提供了一种以模型为支撑的传感器故障仿真分析方法,研究成果可为发动机控制系统的初期安全评估以及控制系统的适航审定提供指导和参考。本文的主要研究内容分为以下三个部分:第一,建立PWX4056型航空发动机的部件级模型并对模型进行验证。本文在Matlab/Simulink软件中采用部件法建立航空发动机整机的模型。利用牛顿拉夫逊法求解由功率平衡和流量平衡构成的发动机稳态共同工作方程组,在发动机的设计点对稳态模型进行验证。利用流量平衡法建立发动机的动态模型,选用欧拉法求解发动机转子动力学方程,并对发动机动态模型进行验证。建立的发动机部件级模型为后续控制器的设计以及传感器故障影响的定量分析提供仿真基础。第二,对发动机稳定状态控制器参数和加速状态控制器参数进行设计。在发动机部件级模型的基础上,利用试凑法设计增量式PID控制器参数,并分别在发动机慢车状态、最大推力状态及中间的状态设计控制器参数。根据发动机加速过程中的限制值制定加速计划,将稳定状态控制器和加速计划通过传统的Min选择逻辑进行连接,实现加速状态控制。由航空发动机稳定状态控制器和加速状态控制器组成的控制系统,为传感器故障仿真分析提供依据。第三,分析传感器故障对发动机工作状态的影响。模拟压力传感器恒偏差故障,将压力传感器恒偏差故障注入到发动机的控制系统,分别在发动机稳定状态和加速状态进行传感器恒偏差故障影响的仿真分析。传感器恒偏差故障对发动机性能参数的影响结果可为发动机控制系统的初期安全评估以及适航审定工作提供支持和参考。