[发明专利]一种航空发动机低压轴转速的控制方法及装置

说明书

本发明提供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、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、高压压气机出口温度、高压压气机出口静压、涡轮排气温度，所述融合辅参数包括高压轴转速；根据所述高压轴转速从卡尔曼增益变化表中确定卡尔曼增益系数；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估算低压轴转速估计值；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。

技术领域

本发明主要涉及航空发动机领域，尤其涉及一种航空发动机低压轴转速的控制方法及装置。

背景技术

航空发动机的工程应用领域，当传感器(如转速、落压比等)出现故障时，需要根据正常的传感器采集的参数进行融合估算出故障传感器的参数。

现有技术中，对主要被控参数的常用融合方法是利用试验总结的发动机信号之间关系表或拟合公式，即通过能够测量的参数(如温度、压力等)作为输入，通过关系表或公式插值计算需要估计的参数，根据被估计的参数作为被控量实现控制，这种方式是闭环控制方法，控制精度不佳，并带来了动态性能的损失。

另一种方式通过改变控制规律(如风扇转速信号故障，则采用比较保守或者降级的核心机的转速进行控制)，同样这种方式更为明显地降低了发动机控制的性能。再或者，关闭信号出故障的发动机，由其它的发动机完成飞机推力提供的任务。

总之，发动机故障的产生降低了整个飞机的飞行安全性，目前采用的融合算法或者切换控制规律的方式一定程度上补偿了安全性，但是给飞机的动态性能带来了较大的损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种航空发动机低压轴转速的控制方法及装置，以在保证飞机飞行安全的前提下，避免对飞机的动态性能带来较大的损失。

为解决上述技术问题，本发明的一方面提供了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；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。

在本发明的一实施例中，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的步骤包括：处理所述高压轴转速N2生成高压转子换算转速N2r25；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。

在本发明的一实施例中，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。

在本发明的一实施例中，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。

在本发明的一实施例中，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。