[發明專利]一種單轉子渦槳動力裝置控制系統及其方法

有效

• 申請號: 202011592765.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112761795B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 趙順利;王亞凡;邵年;朱亮
• 申請（專利權）人: 中國航發控制系統研究所
• 主分類號: F02C9/58
• 分類號: F02C9/58
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發明涉及航空發動機控制技術領域，具體公開了一種單轉子渦槳動力裝置控制系統，包括燃油流量給定計算模塊、螺旋槳槳距控制模塊以及燃油計量活門位置閉環控制模塊。本發明還公開了一種單轉子渦槳動力裝置控制方法。本發明提供的單轉子渦槳動力裝置控制系統，能自動匹配單轉子渦槳動力裝置燃油流量和螺旋槳槳距變化速率，使動力裝置能迅速響應飛機功率需求，并使得動力裝置狀態變化更平穩。

技術領域

本發明涉及航空發動機控制技術領域，更具體地，涉及一種單轉子渦槳動力裝置控制系統及其方法。

背景技術

目前的單轉子渦槳發動機及螺旋槳控制系統，普遍采用通過功率桿開環控制燃油流量和通過調節槳距實現發動機轉速恒定的控制規律，由于螺旋槳慣性大，負載特性響應慢，引起發動機供油變化速率和槳距調節速率不匹配，導致渦槳動力裝置功率響應速度慢，穩定性較低，控制品質較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供了一種單轉子渦槳動力裝置控制系統及其方法，能自動匹配單轉子渦槳動力裝置燃油流量和螺旋槳槳距變化速率，使動力裝置能迅速響應飛機功率需求，并使得動力裝置狀態變化更平穩。

作為本發明的第一個方面，提供一種單轉子渦槳動力裝置控制系統，包括：

燃油流量給定計算模塊，用于獲取發動機轉速給定值和發動機轉速實際值，及依據所述發動機轉速給定值和發動機轉速實際值計算得到燃油流量給定值；

螺旋槳槳距控制模塊，用于獲取功率桿角度值，并依據所述功率桿角度值計算得到燃油流量目標值，及依據所述燃油流量目標值和所述燃油流量給定值計算得到槳距伺服控制電流值，以及依據所述槳距伺服控制電流值對螺旋槳槳距進行控制；以及

燃油計量活門位置閉環控制模塊，用于獲取燃油計量活門位置實際值，及依據所述燃油計量活門位置實際值和所述燃油流量給定值計算得到電液伺服閥控制電流值，以及依據所述電液伺服閥控制電流值對發動機燃油流量進行控制。

進一步地，所述燃油流量給定計算模塊具體用于，將所述發動機轉速給定值和發動機轉速實際值在轉速比較運算器中進行比較，其差值輸出給第一PID算法，計算出所述燃油流量給定值，其中，所述第一PID算法的傳遞函數為S為所述發動機轉速給定值與發動機轉速實際值之間的差值，K_p為比例增益，T_i為積分時間常數，T_d為微分時間常數。

進一步地，所述螺旋槳槳距控制模塊具體用于，

將所述功率桿角度值經過第一插值表f₁(x)轉換為所述燃油流量目標值，其中，所述第一插值表f₁(x)為功率桿角度值與燃油流量目標值插值表；

將所述燃油流量目標值和所述燃油流量給定值在燃油流量比較運算器中進行比較，差值輸出給第二PID算法，計算出槳距伺服控制電流值，其中，所述第二PID算法的傳遞函數為S為所述燃油流量目標值和所述燃油流量給定值之間的差值，K_p為比例增益，T_i為積分時間常數，T_d為微分時間常數；

根據所述槳距伺服控制電流值改變槳轂變距的速度和方向，以實現螺旋槳槳距的控制。

進一步地，所述燃油計量活門位置閉環控制模塊具體用于，依據所述燃油流量給定值計算得到燃油計量活門位置給定值，以及依據所述燃油計量活門位置給定值和燃油計量活門位置實際值計算得到所述電液伺服閥控制電流值。

進一步地，所述燃油計量活門位置閉環控制模塊還用于，

將所述燃油流量給定值經過第二插值表f₂(x)轉換為所述燃油計量活門位置給定值，其中，所述第二插值表f₂(x)為燃油計量活門給定插值表，通過試驗室對燃油執行機構進行標定獲取；