[发明专利]一种航空发动机低压轴转速的控制方法及装置

权利要求书

1.一种航空发动机低压轴转速的控制方法，包括：

采集低压轴转速N1、多个融合主参数和融合辅参数，所述融合主参数包括高压压气机入口温度T25、高压压气机出口温度T3、高压压气机出口静压Ps3、涡轮排气温度EGT，所述融合辅参数包括高压轴转速N2；

对所述高压轴转速N2处理后生成高压转子换算转速N2r25，建立所述高压转子换算转速N2r25和卡尔曼增益系数KF_G之间的对应关系形成卡尔曼增益变化表，根据所述高压轴转速N2从卡尔曼增益变化表中确定卡尔曼增益系数KF_G；

采用扩展卡尔曼滤波融合算法根据所述融合主参数和卡尔曼增益系数KF_G估算低压轴转速估计值N1fusion；

判断低压轴转速传感器是否存在故障，在所述低压轴转速传感器存在故障时输出低压轴转速估计值N1fusion为转速反馈值，在所述低压轴转速传感器不存在故障时输出低压轴转速测量值N1为转速反馈值；

根据所述转速反馈值和转速期望值调整燃油量，直至所述转速反馈值达到所述转速期望值。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，采用全参数扩展卡尔曼滤波融合算法根据所有主参数估算低压轴转速N1fusion。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：

判断采集主参数的传感器是否存在故障；

在采集主参数的所有传感器均无故障时选择全参数扩展卡尔曼滤波融合算法；

在至少一采集主参数的传感器出现故障时选择对应的差参数扩展卡尔曼滤波融合算法。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述差参数扩展卡尔曼滤波融合算法包括三参数、双参数和单参数扩展卡尔曼滤波融合算法。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述转速反馈值和转速期望值调整燃油量，直至所述转速反馈值达到所述转速期望值的步骤包括：

根据所述所述转速反馈值和转速期望值计算转速偏差值，根据所述转速偏差值进行闭环控制生成燃油量期望值；

根据所述燃油量期望值和燃油量测量值计算燃油量偏差值，根据所述燃油量偏差值进行闭环控制生成电机驱动信号。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述转速偏差值进行闭环控制生成燃油量期望值采用的算法选自离散PI控制算法、离散滑模控制算法、离散预测控制算法或离散最优控制算法。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述燃油量偏差值进行闭环控制生成电机驱动信号采用的算法选自离散PI控制算法或离散滑模控制算法。

8.一种航空发动机低压轴转速的控制装置，包括：

采集模块，采集低压轴转速N1、多个融合主参数和融合辅参数，所述融合主参数包括高压压气机入口温度T25、高压压气机出口温度T3、高压压气机出口静压Ps3、涡轮排气温度EGT，所述融合辅参数包括高压轴转速N2；

系数生成模块，处理所述高压轴转速N2生成高压转子换算转速N2r25，建立所述高压转子换算转速N2r25和卡尔曼增益系数KF_G之间的对应关系形成卡尔曼增益变化表，并根据所述高压转子换算转速N2r25从卡尔曼增益变化表中确定卡尔曼增益系数KF_G；

估计模块，采用扩展卡尔曼滤波融合算法根据所述融合主参数和卡尔曼增益系数KF_G估算低压轴转速估计值N1fusion；

判断模块，判断低压轴转速传感器是否存在故障，在所述低压轴转速传感器存在故障时输出低压轴转速估计值N1fusion为转速反馈值，在所述低压轴转速传感器不存在故障时输出低压轴转速测量值N1为转速反馈值；

调整模块，根据所述转速反馈值和转速期望值调整燃油量，直至所述转速反馈值达到所述转速期望值。

9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述估计模块采用全参数扩展卡尔曼滤波融合算法根据所有主参数估算低压轴转速N1fusion。