中文摘要：

在发动机/螺旋桨/飞机综合控制系统基础上，开展基于相同步技术的主动降噪减振基础理论和关键技术研究。针对国内试验条件不足，提出求解机舱噪声振动理论模型的方法获得螺旋桨特性向量，通过优化理论求同步相角。提出多桨叶相平面设计概念设计转速/相同步控制策略，根据偏差关系和相角控制权限解决转速/相同步控制中的切换扰动问题，并使主从螺旋桨的桨叶相角差可就近定义，提高响应速度。功率/转速混合相同步控制系统采用燃油控制系统来绕过螺旋桨控制系统的非线性以避免极限环现象，通过速度/相同步控制回路的主调节作用和叠加在功率控制回路的微调作用保证控制速度，又提高控制精度。通过发动机和螺旋桨建模、机舱噪声振动建模等研究手段，设计相同步、燃油和功率调节协同工作系统，从理论分析入手，同时利用可获得的试验数据，开展基于相同步技术的涡桨飞机的降噪减振的基本理论分析和关键技术的研究，以满足对涡桨发动机经济性、环保性和适航性需求。

结论摘要：

装配新一代涡桨发动机的运输机具有耗油率低、功率反应迅速、速度特性和机动能力好等特点，但其最大的缺点在于螺旋桨噪声较大，螺旋桨相同步控制是降低机舱噪声和振动的有效方法，且不会增加飞机的额外重量。本项目研究涡桨发动机相同步控制的基础科学问题，已完成申请书中全部内容,取得的主要成果有（1）提出分布式相角寻优方案，与传统的相角寻优方案相比，采用模块化的设计提高通用性、可维护性，采用总线连接大大减少线缆的体积和重量，安装方便，扩展性强。（2）提出全从相同步控制方案，与传统的主从相同步控制方案相比，能提高控制器的通用性和可维护性，利于分布式控制的实现，并有效抑制螺旋桨受到的外界干扰对相角造成的扰动和转速阶跃下的相角抖动。（3）搭建了相同步控制降噪实验平台，采用两台伺服电机带动螺旋桨模拟涡桨发动机螺旋桨噪声进行降噪研究，并用上位机实现了相角在线寻优。通过实验平台验证了全从相同步控制方案、锁相环控制和模糊控制算法以及相同步控制策略的性能。（4）提出一种改进的噪声向量模型辨识方法，大大降低通信延时对辨识精度的影响。开展了噪声向量模型辨识实验，研究了不同的数据采集条件对辨识精度的影响，辨识实验结果表明改进的辨识方法能提高辨识精度。提出将改进的蚁群算法应用于四螺旋桨飞机的相角寻优，仿真结果表明该算法能大大减少计算量。（5）针对涡桨发动机燃油控制、功率控制和相同步控制各系统混合协调的问题，提出了执行机构控制指令叠加脉冲法、转速指令偏差法、转速/功率混合的指令偏差法等相同步控制策略；提出了转速/相同步控制转换方法解决转速/相同步控制中的切换扰动问题。建立了涡桨发动机/螺旋桨一体化模型，仿真结果验证了转速/功率/相同步综合控制系统的性能。