“民机发展、适航先行”,为了我国大飞机的发展,局方对发动机控制系统的安全性提出了一系列要求。传感器作为控制系统不可或缺的硬件分系统,它通过感知并传递信息来实现闭环控制功能。然而,航空发动机运行环境恶劣,传感器失效是不可避免的。此外,发动机控制系统需要保证关键变量(如风扇转速或涡轮温度)能够维持限制。目前,国内外对限制保护的研究都是在传感器处于正常的条件下进行。本文从传感器失效角度,以发动机限制保护为对象开展了一系列研究,主要研究内容如下:(1)探究了稳态、无限制保护下转速传感器失效对发动机转速控制系统的影响。首先对传感器失效模式进行了研究,发现传感器可能在偏置、漂移、冲击、周期性干扰、开路及短路上发生失效,并以电流的形式表征出各类故障。其次针对无限制保护的转速控制系统,在传感器失效下进行研究,从风扇转速响应、偏差信号、传感器输出信号、输出燃油流量等方面分别对系统进行失效影响分析和故障仿真研究。结果表明,冲击故障对系统影响最小,开路故障影响最大,故障影响程度从小到大排序为:冲击、偏置、漂移、短路、周期性干扰、开路。(2)基于稳态的转速控制系统,探究了转速传感器失效对转速限制保护的影响。通过设计转速限制保护装置和设定限制参数,嵌入到转速控制系统中,研究了传感器失效下设定点发生严重偏离的问题,并与在无限制保护的转速控制系统做了对比分析。结果表明,拥有限制保护的系统,其故障影响程度显著降低,系统具备一定的故障容忍力。(3)基于过渡态的涡轮温度控制系统,探究了温度限制保护下温度传感器失效对系统的影响。由于过渡态下控制系统常常不稳定,尤其是会产生超调过大问题。为此,设计增加了温度限制保护装置和设定限制参数进行仿真分析。结果表明,限制保护可有效减小超调过大现象,进行了来回两次切换,实现了控制系统的平滑控制。同时,改变传感器失效程度与限制参数,发现对系统中限制保护的切换时刻具有超前或滞后的影响。本文从传感器失效的角度,探究传感器失效对航空发动机限制保护的影响,尤其在传感器失效和设定限制的不同,发现了控制系统的切换时刻将会出现超前或滞后现象,丰富了航空发动机限制保护相关的研究内容,也为适航审定提供一定技术支持,具有一定的创新性。