[發明專利]一種航空發動機加速控制計劃的融合控制方法

有效

• 申請號: 202110659024.8
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113404596B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李明;張鑫海;宋志平;耿佳;劉金鑫;王晨希;丁寶慶;陳雪峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F02C9/26
• 分類號: F02C9/26;F02C9/00;F02C9/28
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本公開揭示了一種航空發動機加速控制計劃的融合控制方法，包括：通過功率提取制造N?dot控制計劃所得燃油流量W_f，a與換算燃油流量控制計劃所得燃油流量W_f，b的控制偏差e₂＝W_f，b?W_f，a；根據控制偏差e₂對N?dot控制計劃所得燃油流量W_f，a進行第一次修正，獲得第一次修正后的燃油流量W_f，c；對第一次修正后的燃油流量W_f，c中超過換算燃油流量控制計劃獲得的燃油流量W_f，b的5％以上的燃油流量進行第二次修正，獲得第二次修正后的燃油流量W_f，acc，并將W_f，acc作為融合控制計劃獲得的燃油輸出值輸入航空發動機的選擇器。

技術領域

本公開屬于航空發動機控制領域，具體涉及一種航空發動機加速控制計劃的融合控制方法。

背景技術

控制計劃是控制系統所遵循的所有規則的總稱。它描述了直接可控參數、控制目標參數、發動機約束參數、發動機外部環境條件、發動機工作狀態等多個影響因素的共同關聯關系。發動機在過渡狀態更容易觸碰各種物理邊界，從而要求過渡態控制應在不超過任何物理工作極限的情況下保證優良的調節性能，而加速過程控制作為典型的過渡態控制，最常觸碰的約束就是高壓壓氣機喘振裕度的限制。航空發動機控制中通常所指的加速控制計劃就是加速過程關于喘振裕度的限控計劃，所有形式的加速過程都受到該計劃的約束。

目前常見的加速控制計劃包括N-dot控制計劃和換算燃油流量控制計劃。采用N-dot控制計劃對加速過程控制的優點之一是保證了發動機轉子的加速性，并且它可以用閉環控制的方式使高壓轉子的加速度跟蹤上目標N-dot值，基本上不受燃油計量誤差的影響。然而采用N-dot控制計劃來控制發動機加速過程易受到發動機功率提取、性能衰退、引氣異常等方面的影響，從而導致發動機加速時越過實際的加速喘振限制線逼近失速邊界，誘導壓氣機發生失速或喘振。用換算燃油流量控制計劃限控發動機的加速不易受到功率提取的影響，但是換算燃油流量卻容易受到傳感器測量誤差的影響，比如測量壓氣機后壓力的傳感器因出現漏氣、氣塞造成加速燃油流量計算的偏差，除此之外采用該控制計劃的加速控制通常是開環控制，執行機構燃油計量裝置的不準確也會導致控制器要求的燃油流量與發動機實際輸入的燃油流量之間存在偏差，最終造成加速性能的下降。因此，傳統的控制計劃存在一定的局限性，隨著新一代發動機對控制系統加速過程要求的進一步提高，需要設計新的控制計劃來滿足需求。

采用控制計劃融合的方法是有效破解上述難題的重要手段，然而由于發動機工作包線寬廣，影響因素眾多，給控制計劃的融合及在全包線的應用造成了很大困難。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中的不足，本公開的目的在于提供一種航空發動機加速控制計劃的融合控制方法，能夠避免N-dot控制計劃因功率提取、性能衰退、引氣異常變化導致的喘振。

為實現上述目的，本公開提供以下技術方案：

一種航空發動機加速控制計劃的融合控制方法，包括如下步驟：

S100：通過功率提取制造N-dot控制計劃所得燃油流量W_f，a與換算燃油流量控制計劃所得燃油流量W_f，b的控制偏差e₂＝W_f，b-W_f，a；

S200：根據控制偏差e₂對N-dot控制計劃所得燃油流量W_f，a進行第一次修正，獲得第一次修正后的燃油流量W_f，c；