[發明專利]一種全權限數字電調發動機消喘控制方法

有效

• 申請號: 201410407582.5
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104295376B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 劉永泉;李昌紅;張千一;榮莉;李利;葉迪
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽發動機設計研究所
• 主分類號: F02C9/00
• 分類號: F02C9/00;F02C9/28;F02C9/18
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 周良玉

技術領域

本發明屬于全權限數字電調式航空發動機、地面及船用燃機消喘控制方法的實現與調試領域，涉及對消喘系統的切油時間、切油方法、最小油量限制、幾何角控制的實現方法。

背景技術

隨著航空發動機的發展，發動機的穩定性越來越受到人們的重視。喘振是渦扇發動機壓氣機中的一種不穩定地工作狀態，具有突發性，如果處理不當能在很短的時間內損害發動機甚至導致嚴重的后果。

為了保證發動機在全包線范圍內穩定可靠工作，發動機的設計要留有一定的喘振裕度。為了追求高性能、高機動性，使用條件更為惡劣，發動機參數接近于極限狀態，喘振裕度更小。

為了提高發動機的消防喘能力，我們在設計時要留有適當的喘振裕度，另一方面要努力研制適合發動機使用的防喘和消喘系統。

國內全權限數字電調控制發動機消喘系統研制尚無成熟經驗可以借鑒，仍處于摸索階段，消喘系統的邏輯、時序、油量存在缺陷，無法滿足發動機使用需求。

發明內容

本發明的目的是：本發明針對全權限數字電調發動機消喘控制存在的問題，提出了具體的解決方法：

1)確定合理的消喘切油最小及最大時間以及恢復供油時間，可兼顧發動機長時單波及短時連續波的喘振類型，保證發動機既能成功退喘，又不會狀態持續下降；

2)利用數字電調可全程控制流量的優勢，設置消喘過程中的最小燃油流量限制，保證發動機不會因為消喘切油而空中停車；

3)為實現快速切油使發動迅速退喘又不會產生油量超調而影響控制穩定性，通過兩路占空比電磁閥先開環后閉環實現消喘切油，既保證切油速度又避免切油過程中產生油量超調；

4)消喘結束后延遲退出幾何角度偏關控制，提高發動機喘振裕度，保證發動機不會再次進喘。

可以利用本發明闡述的方法進行數字電調控制的航空發動機、地面及船用燃機消喘系統的設計與調試。

本發明針對全權限數字電調航空發動機消喘系統存在的切油速度慢，切油時序無法兼顧短時及長時喘振、無油量限制導致切油停車、幾何角度控制不優導致發動機再次進喘的問題，提出解決方案。可以利用本發明闡述的方法進行數字電調控制的航空發動機、地面及船用燃機消喘控制方法中。

本發明技術方案是，一種全權限數字電調發動機消喘控制方法，全權限數字電調發動機消喘系統由喘振信號器、消喘控制器和執行機構組成，其特征在于，

切油時序控制方法為：消喘控制切油工作時間不大于tmax，不小于tmin；

最小燃油流量在消喘時控制切油不能低于設定最低油量；

切油控制方法為：

當Wf＞Wf_min+C時，回油占空比電磁閥PWMLs工作，通過控制主燃油占空比電磁閥PWMLm、回油占空比電磁閥PWMLs開環進行切油；

當Wf≤Wf_min+C，回油占空比電磁閥PWMLs停止工作，通過調節控制主燃油占空比電磁閥PWMLm，閉環控制Wf降至最小油量Wf_min。

幾何通道的控制方法為：在消喘結束后，幾何通道延時退出控制，保證發動機成功退喘。

在所述切油時序控制方法中，若在消喘供油t恢復后還能再次滿足消喘控制條件，則重新進行消喘控制；若在tmin及tmax之間的某一時刻不滿足消喘條件，則消喘控制時間為滿足消喘條件的時間。

所述幾何通道的控制方法分為如下三個部分：

a.在消喘指令持續期間α1的控制方法

控制“風扇導葉角度控制占空比”電磁閥工作，α1關小；消喘指令取消時，若發動機處于中間以下狀態，α1角度延時退出偏關控制；

b.在消喘指令持續期間α2的控制方法

控制“壓氣機導葉角度控制占空比”電磁閥工作，α2在液壓機械限制的可調節范圍內按偏關極限狀態控制；消喘指令取消時，若發動機處于中間以下狀態，α2角度延時退出偏關控制；

c.在消喘指令持續期間噴口的控制方法

當處于防喘或消喘控制過程中，在當前控制計劃的基礎上A8值放大20％；消喘指令取消時，若發動機處于中間以下狀態，噴口延時退出偏關控制。

2.1切油時序控制方法

原有系統切油時序不夠合理，無法兼顧發動機的短時及長時喘振，不能使發動機成功退喘，并且在多次切油后還會導致發動機狀態持續下降。