[發明專利]用于渦槳發動機軸臺試車的測功器控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201710444017.X
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107144431A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 魏秀利;張永飛;鄒植偉;劉秀國;劉明春;楊飛
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所43211
• 代理人: 胡亮

本發明公開了一種用于渦槳發動機軸臺試車的測功器控制系統及控制方法，測功器控制系統包括：操作桿、與操作桿連接的螺旋槳控制器模擬器、分別與螺旋槳控制器模擬器連接的測功器控制器和發動機電子控制器、與測功器控制器連接的測功器、與測功器連接的發動機；發動機還與發動機電子控制器連接，螺旋槳控制器模擬器用于接收操作桿的操作信號及換算出操作信號下螺旋槳狀態的轉速和功率參數，并向測功器控制器發出用于測功器的狀態設定和控制模式切換的第一信號、向發動機電子控制器發出用于發動機的輸出功率控制的第二信號。本發明用于渦槳發動機軸臺試車的測功器系統及其控制方法響應迅速、超調量小且工作可靠，可以很好地實現對渦槳發動機的控制。

技術領域

本發明涉及測功器控制領域，特別地，涉及一種用于渦槳發動機軸臺試車的測功器控制系統及控制方法。

背景技術

先進的航空渦輪螺槳發動機(以下簡稱渦槳發動機)在飛機上的工作模式是由發動機輸出軸帶動螺旋槳旋轉產生拉力驅動飛機，拉力的大小和方向(飛機降落時螺旋槳可以產生反向推力以減少滑行距離)是由螺旋槳電子控制器調節槳葉角度進行控制的。在渦槳發動機的研制過程中根據試驗特點需要使用兩種試車臺：一種是發動機+螺旋槳的試車臺，其工作模式和裝機狀態一致，這種試車臺簡稱槳臺；另一種是用測功器代替螺旋槳的試車臺，用于精確測量發動機的輸出功率和扭矩，這種試車臺簡稱軸臺。

早期或小型的航空螺旋槳發動機的控制比較簡單，發動機不同狀態下其輸出軸轉速保持不變，或者導葉角度保持不變，其在軸臺進行整機試驗時，通常是采用測功器和發動機分開控制的方法，即測功器為恒轉速控制模式(測功器根據給定值恒定轉速)或恒扭矩控制模式(測功器根據給定值恒定扭矩)，在控制發動機變換狀態時只需要通過操作桿控制發動機狀態以改變輸出功率即可。對于先進渦槳發動機而言，發動機在變換狀態時，螺旋槳的轉速、扭矩都需要根據發動機狀態的變化而改變，在裝機狀態下這些功能均由發動機電子控制器(EEC)、螺旋槳控制器(PEC)和操作桿來實現的。如果在軸臺上仍采用測功器和發動機分開控制的方法進行先進渦槳發動機操縱，在操縱發動機變換狀態時還需要同時操縱測功器變化狀態，二者需要精確地協調動作，僅靠人工操作根本無法完成。

發明內容

本發明提供了一種渦槳發動機軸臺試車的測功器控制系統及控制方法，以解決先進渦槳發動機在軸臺操作困難的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種用于渦槳發動機軸臺試車的測功器控制系統，包括：操作桿、與操作桿連接的螺旋槳控制器模擬器、分別與螺旋槳控制器模擬器連接的測功器控制器和發動機電子控制器、與測功器控制器連接的測功器、與測功器連接的發動機；發動機還與發動機電子控制器連接，螺旋槳控制器模擬器用于接收操作桿的操作信號及換算出操作信號下螺旋槳狀態的轉速和功率參數，并向測功器控制器發出用于測功器的狀態設定和控制模式切換的第一信號、向發動機電子控制器發出用于發動機的輸出功率控制的第二信號。

進一步地，發動機處于地慢狀態時，測功器為恒轉速模式，測功器的轉速值由測功器控制器根據第一信號設定。

進一步地，發動機處于空慢狀態時，測功器為閥門位置模式，發動機的輸出轉速由發動機電子控制器根據第二信號調節發動機的輸出功率進行控制。

進一步地，發動機超過空慢狀態時，測功器為恒轉速模式，測功器的轉速值由測功器控制器根據第一信號設定。

進一步地，測功器為水力測功器，測功器控制器用于發送指令調節水力測功器的出水閥門來適應發動機的狀態變換。