为了降低氮氧化合物排放和获得较高的燃烧效率,现代航空发动机燃烧室越来越多地采用燃料与空气预混贫油燃烧方式。然而预混贫油燃烧更易产生振荡现象,并伴随着放热量和压力的大幅波动,使燃烧性能下降并降低燃烧室的使用寿命。本文针对燃烧室燃烧振荡问题,开展燃烧室一维参数化模型的构建,并进行相关的主动控制算法研究。(1)燃烧室燃烧振荡建模。为了简化建模过程,本文针对一维环形燃烧室建模。为了研究燃烧室内声波和燃料热释放间的耦合关系,首先通过三大守恒方程确立燃料在燃烧室内点火前后速度、温度、压力等平均热力学参数间的关系,随后通过火焰模型表示燃气热释放率与燃气速度间的关系,最后结合边界条件构建完整的燃烧室热声耦合动力学模型。(2)对燃烧室燃烧模型进行频域和时域的分析。频域分析研究燃烧振荡主模态和其他模态下的振荡频率,以及振荡频率在不同的燃气扰动速度下的变化规律。时域分析研究燃气速度和压力随时间变化的规律,以及在非线性燃烧状态下燃气速度和压力振荡的饱和特性。最后分析燃烧室几何参数、进口气流参数以及边界条件对振荡模态的影响。(3)燃烧室燃烧振荡主动控制算法研究。构建相位延迟控制器和H无穷回路成形控制器。两种控制器都通过热释放率的反馈,以扬声器为执行器控制燃烧室的燃烧振荡,拥有较好的振荡抑制效果,且H无穷控制器适用于更宽泛的工况条件。(4)进行燃烧振荡及其主动控制试验,验证燃烧室模型和控制器的有效性。该燃烧试验平台以丙烷作为燃料,能够达到贫油燃烧的工况并激励出燃烧振荡现象,在主动燃烧控制试验中取得了良好的效果,以扬声器为执行机构可抑制振荡幅度24.6dB。