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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116816508B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310524808.9，技术领域涉及：F02C9/00；该发明授权一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法是由夏卫国;王红蕾;马艳华;杜宪;孙希明设计研发完成，并于2023-05-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法在说明书摘要公布了：一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法。将风扇转速跟踪控制回路和高压涡轮出口总温限制回路作为两个子系统，以基于驻留时间约束的状态依赖切换律作为切换规则，建立切换LTI系统，将涡扇发动机的限制保护控制描述成受约束的切换线性系统的输出跟踪；再为每个子系统设计基于内模原理的控制器，基于切换规则，将控制器参数的求解描述成一组线性矩阵不等式形式的优化，通过求解这组LMI得到使切换系统稳定的控制器参数，实现涡扇发动机转速跟踪和温度参数能向上受限。本发明实现涡扇发动机对温度参数的限制保护控制，具有控制器低频切换的优点，能降低对涡扇发动机执行机构的损害，并且使风扇转速和高压涡轮出口总温度具有更好的暂态性能。

本发明授权一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于驻留时间的涡扇发动机限制保护切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：建立涡扇发动机限制保护切换LTI系统； 步骤1.1：建立基于驻留时间约束的状态依赖切换律σt： 其中，et表示“温度超限”事件，T表示驻留时间，xt表示系统状态，Pj,0和Pi,N由第j和第i个子系统的Lyapunov函数定义，Vj＝xTtPj,0xt；假设切换系统在切换时刻处则下一切换时刻需满足： 事件触发, 其中，i,j属于{1,2,…,M}整数集合，表示第i个子系统由事件触发的时刻，表示第j个子系统由事件触发的时刻； 这是一个同时依赖于时间约束与事件触发的切换律； 步骤1.2：以风扇转速Nf跟踪回路和高压涡轮出口温度T48限制回路作为两个子系统，以基于驻留时间的状态依赖切换律σt作为切换规则，建立涡扇发动机限制保护切换LTI系统： 其中，xt为系统状态；yt为系统输出，为风扇转速或高压涡轮出口温度；ut＝ΔWf是燃油流量增量为控制器输出；wt是扰动输入，或表示发动机性能退化带来的影响；Aσt、Bσt、Cσt、Dσt和Eσt为具有适当维数的常数矩阵； 步骤2：为切换LTI系统的每一个子系统设计基于内模原理的控制器，将内置模型的状态变量xr引入涡扇发动机限制保护切换LTI系统的状态变量，建立涡扇发动机限制保护增广切换LTI系统； 步骤2.1：设计一种基于内模原理的控制器，其内置模型为参考输入rt与扰动信号wt的共同不稳定模型，该内置模型表示为： 其中，xrt为该内置模型的状态变量，Br定义为[0…1]T，yt为该内置模型的输出，et表示涡扇发动机限制保护切换LTI系统输出与参考输入的差值et＝yt-rt，Ar由参考输入rt与扰动信号wt的不稳定部分的特征多项式的最小公倍式定义得到； 将xrt引入公式3的涡扇发动机限制保护切换LTI系统，得到涡扇发动机限制保护增广切换LTI开环系统： 设计增广切换LTI系统的全状态反馈切换控制器为： 其中，σt代表切换律，K1σt为状态反馈控制器增益，以实现系统的渐近稳定；K2σt为跟踪补偿控制器增益，以实现零稳态误差跟踪； 步骤2.2：由公式5的增广切换LTI开环系统和公式6的全状态反馈切换控制器，得到涡扇发动机限制保护增广切换LTI闭环系统： 其中，χt为该切换LTI闭环系统的状态变量[xtxrt]T，系数矩阵系数矩阵 步骤3：基于涡扇发动机限制保护增广切换LTI系统的切换规则，利用多Lyapunov函数方法求解一组LMI，得到控制器增益，完成控制器设计； 步骤3.1：针对公式7的涡扇发动机限制保护增广LTI切换系统，当外部输入wt为0时，通过多Lyapunov函数方法得到一组LMI： 其中，表示σt＝i时候的的值，μi,l为正常数，L∈{1,2,…,L}表示正整数集合，T表示驻留时间，N、Pi,n、Pi,n+1、Pi,N出自利用多Lyapunov函数方法时，对第i个子系统的Lyapunov函数定义，如下式所示： Vix,t＝xTtPitxt11 其中，Vix,t表示第σt＝i个子系统的Lyapunov函数，n和N出自子系统被激活时的时间段t∈[0,1,…,n,…N]，表示第σt＝i个子系统被事件触发时间段内的第n个时刻，表示之后的第n+1个由时间约束触发或事件触发的时刻，表示第σt＝i个子系统由时间约束触发的最后一个时刻，表示第σt＝j个子系统由事件触发的第0个起始时刻； 步骤3.2：对步骤3.1得到的三个求解公式分别两端同乘从而解耦控制器增益K和P，并且给定得到下列一组LMI，通过求解这组LMI可以得到满足控制目标的控制器增益： 其中，＝[-K1iK2i]；A、B、C、D、K1i和K2i分别为Aσt、Bσt、Cσt、Dσt、K1σt和K2σt在σt＝i时的数值；Pi,n、Pi,n+1、Pi,N、Li,n、Li,n+1、Li,N和μi,l均为待求解参数。

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