[發明專利]一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201410753046.0
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN105739453A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 安理會;薛國杰;劉意;楊曉強;閆賽超;高妮
• 申請（專利權）人: 西安航空動力控制科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于航空發動機分布式控制系統智能執行機構控制技術領域，涉及一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制方法及裝置。

背景技術

當前航空發動機的進口導葉控制采用集中式控制，即將FADEC(全權限數字電子控制器)集中放置在專門設計的機箱中。將RVDT(角位移傳感器)電信號通過電纜傳送至FADEC(全權限數字電子控制器)，FADEC按照一定的控制算法計算后，再通過電纜將電液控制信號傳送至進口導葉控制裝置。信號的處理、控制算法的執行、通信、存儲、余度管理完全由FADEC完成。這種集中式控制系統存在著不足：

1)FADEC的大部分工作主要由一臺計算機完成。隨著發動機控制變量的增加，控制算法越來越復雜，容錯控制要求的提高，使系統復雜程度增加，計算機的工作負荷將越來越大，對CPU的要求越來越高，這將使數字控制系統研制難度增加，成本提高。

2)為了滿足安全要求，FADEC中的電子控制器和控制系統中的傳感器、電磁閥之間是雙線路或是三線路連接，而且電子控制器和傳感器、電磁閥相距較遠，這樣連接電纜及其絕緣層、保護層的重量約占到系統總重量的16％。

發明內容

本發明的目的是：尋求一種能夠在接收FADEC的控制指令后，獨立完成對導葉的閉環控制的方法，進而研制一種能夠在接收FADEC的控制指令后，獨立完成對導葉的閉環控制的智能進口導葉控制裝置。

本發明技術方案提供一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制方法，包括以下步驟：

A,FADEC1將數字式控制指令發送至智能控制單元2；

B，所述智能控制單元2將數字式控制指令解析為模擬控制信號并對控制需求進行內部分析計算，進而對電液伺服閥3發出指令；

C，電液伺服閥3受接收到的控制指令開始工作，帶動作動筒4運動，所述做動筒4帶動進口導葉5運動；

D，角位移傳感器6檢測所述進口導葉5運動情況，將位移信號反饋回所述智能控制單元2；

E，所述智能控制單元2將所述控制結果及位移信號翻譯為數字信號并通過CAN總線反饋給FADEC1。

本發明技術方案還提供一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制裝置，包括智能控制單元2、電液伺服閥3，所述智能控制單元2與FADEC1連接，接收FADEC1發送的數字式控制指令并將所述數字式控制指令解析為模擬控制信號并對控制需求進行內部分析計算，控制所述電液伺服閥3工作，所述電液伺服閥3與做動筒4連接，通過所述做動筒4的傳動帶動進口導葉5運動；所述智能控制單元2接收角位移傳感器6發送的位移信號并翻譯為數字信號反饋給FADEC1。

本發明的優點是：通過智能控制單元和電液伺服閥的一體化設計，消除了控制延遲；通過控制任務下放，減少了FADEC的計算任務；通過CAN總線將角位移信號通訊至FADEC，與原有模擬信號形式的傳輸相比，減少了電纜總重量(電纜由原有的6根減少至現有的2根)、同時避免了模擬量長距離傳輸帶來的電磁干擾；通過模塊化、通用化設計，在需要維修時可實現模塊化部分更換。提高了系統控制性能、增強了系統的可靠性、維修性。本發明符合分布式控制系統智能化、模塊化的設計理念，使用電源總線和CAN總線接口，可以與分布式控制系統其它單元進行無縫對接。

附圖說明

下面對本發明附圖進行說明：

圖1為智能進口導葉控制方法的控制邏輯圖；

圖2為智能進口導葉控制裝置原理框圖。

具體實施方式

本發明第一實施例提供一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制方法，具體實施為：FADEC(全權限數字電子控制器)1通過CAN總線發出控制指令(角度，數字信號)，智能控制單元2從CAN總線上接收指令，將數字式控制指令解析為模擬控制信號并對控制需求進行內部分析計算，進而對電液伺服閥3發出指令，電液伺服閥3按照接收到的控制指令開始工作，控制進入作動筒4油腔里的油量，從而帶動作動筒4運動，作動筒4通過剛性連接帶動導葉5動作；RVDT(角位移傳感器)6實時檢測進口導葉5的運動情況，并將角位移信號反饋回智能控制單元2；形成控制閉環，智能控制單元2還會將控制結果及導葉5的位置信號通過CAN總線上傳至FADEC1。

本發明第二實施實例提供一種基于分布式控制理念的智能進口導葉控制裝置：本裝置主要包括智能控制單元2和電液伺服閥3。采用的是用殼體組件將智能控制單元和電液伺服閥進行一體化設計。控制系統的搭建中，智能控制單元2通過CAN總線接收來自FADEC1的控制指令，將數字式控制指令解析為模擬控制信號并對控制需求進行內部分析計算，通過控制輸出電流驅動電液伺服閥3動作，電液伺服閥3的工作能夠改變作動筒4有桿腔和無桿腔的油量，從而使作動筒4動作，作動筒通過傳動桿帶動進口導葉5動作。RVDT6實時檢測導葉5的角度變化，并將角位移信號反饋至智能控制單元2，整個閉環控制系統最終完成對導葉5的控制要求。智能控制單元2還將控制結果和導葉5的位移狀態上傳至FADEC1,供其它控制功能的使用。目前該智能進口導葉控制裝置已經進行了初樣設計，并在功能上實現了對發動機風扇進口導葉的控制及高壓壓氣機進口導葉角度的控制。