[发明专利]一种全权限数字电调发动机消喘控制方法

说明书

技术领域

本发明属于全权限数字电调式航空发动机、地面及船用燃机消喘控制方法的实现与调试领域，涉及对消喘系统的切油时间、切油方法、最小油量限制、几何角控制的实现方法。

背景技术

随着航空发动机的发展，发动机的稳定性越来越受到人们的重视。喘振是涡扇发动机压气机中的一种不稳定地工作状态，具有突发性，如果处理不当能在很短的时间内损害发动机甚至导致严重的后果。

为了保证发动机在全包线范围内稳定可靠工作，发动机的设计要留有一定的喘振裕度。为了追求高性能、高机动性，使用条件更为恶劣，发动机参数接近于极限状态，喘振裕度更小。

为了提高发动机的消防喘能力，我们在设计时要留有适当的喘振裕度，另一方面要努力研制适合发动机使用的防喘和消喘系统。

国内全权限数字电调控制发动机消喘系统研制尚无成熟经验可以借鉴，仍处于摸索阶段，消喘系统的逻辑、时序、油量存在缺陷，无法满足发动机使用需求。

发明内容

本发明的目的是：本发明针对全权限数字电调发动机消喘控制存在的问题，提出了具体的解决方法：

1)确定合理的消喘切油最小及最大时间以及恢复供油时间，可兼顾发动机长时单波及短时连续波的喘振类型，保证发动机既能成功退喘，又不会状态持续下降；

2)利用数字电调可全程控制流量的优势，设置消喘过程中的最小燃油流量限制，保证发动机不会因为消喘切油而空中停车；

3)为实现快速切油使发动迅速退喘又不会产生油量超调而影响控制稳定性，通过两路占空比电磁阀先开环后闭环实现消喘切油，既保证切油速度又避免切油过程中产生油量超调；

4)消喘结束后延迟退出几何角度偏关控制，提高发动机喘振裕度，保证发动机不会再次进喘。

可以利用本发明阐述的方法进行数字电调控制的航空发动机、地面及船用燃机消喘系统的设计与调试。

本发明针对全权限数字电调航空发动机消喘系统存在的切油速度慢，切油时序无法兼顾短时及长时喘振、无油量限制导致切油停车、几何角度控制不优导致发动机再次进喘的问题，提出解决方案。可以利用本发明阐述的方法进行数字电调控制的航空发动机、地面及船用燃机消喘控制方法中。

本发明技术方案是，一种全权限数字电调发动机消喘控制方法，全权限数字电调发动机消喘系统由喘振信号器、消喘控制器和执行机构组成，其特征在于，

切油时序控制方法为：消喘控制切油工作时间不大于tmax，不小于tmin；

最小燃油流量在消喘时控制切油不能低于设定最低油量；

切油控制方法为：

当Wf＞Wf_min+C时，回油占空比电磁阀PWMLs工作，通过控制主燃油占空比电磁阀PWMLm、回油占空比电磁阀PWMLs开环进行切油；

当Wf≤Wf_min+C，回油占空比电磁阀PWMLs停止工作，通过调节控制主燃油占空比电磁阀PWMLm，闭环控制Wf降至最小油量Wf_min。

几何通道的控制方法为：在消喘结束后，几何通道延时退出控制，保证发动机成功退喘。

在所述切油时序控制方法中，若在消喘供油t恢复后还能再次满足消喘控制条件，则重新进行消喘控制；若在tmin及tmax之间的某一时刻不满足消喘条件，则消喘控制时间为满足消喘条件的时间。

所述几何通道的控制方法分为如下三个部分：

a.在消喘指令持续期间α1的控制方法

控制“风扇导叶角度控制占空比”电磁阀工作，α1关小；消喘指令取消时，若发动机处于中间以下状态，α1角度延时退出偏关控制；

b.在消喘指令持续期间α2的控制方法

控制“压气机导叶角度控制占空比”电磁阀工作，α2在液压机械限制的可调节范围内按偏关极限状态控制；消喘指令取消时，若发动机处于中间以下状态，α2角度延时退出偏关控制；

c.在消喘指令持续期间喷口的控制方法

当处于防喘或消喘控制过程中，在当前控制计划的基础上A8值放大20％；消喘指令取消时，若发动机处于中间以下状态，喷口延时退出偏关控制。

2.1切油时序控制方法

原有系统切油时序不够合理，无法兼顾发动机的短时及长时喘振，不能使发动机成功退喘，并且在多次切油后还会导致发动机状态持续下降。