[发明专利]发动机闭环控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种发动机闭环控制系统，包括：信号处理器，配置为接收并处理机载传感器的发动机状态参数；参数限制管理器，配置为提供发动机运行参数限制量；第一系数调度器，配置为提供滑模参数；滑模参数限制控制器，配置为根据所述发动机状态参数、发动机运行参数限制量和滑模参数来计算滑模燃油量；以及全权限燃油控制量选择器，配置为参考所述滑模燃油量来选择燃油控制量，并输出燃油控制量指令信号至执行机构闭环控制器。

技术领域

本发明主要涉及航空发动机领域，尤其涉及一种发动机闭环控制系统及方法。

背景技术

航空发动机的工程应用发展到全权限数字技术时代后，对发动机的安全运行保护等相关需求不断提高。例如，对于发动机动态运行过程中的关键参数保护，全球各大航空发动机生产商已相继投入大量的研发资源并逐渐实现产品化。

现有的发动机动态运行过程中的关键参数保护的控制规律主要有两种获取方式：一种是直接获取保证参数不超限的开环燃油控制规律。这种方式的特点是动态过程调节精度较低，且造成了动态特性的直接损失。另一种是制定闭环的参数变化率调节计划，通过参数变化率偏差获取闭环燃油控制规律。这种方式的特点是动态特性较好。

然而，由于闭环调节的控制系统集成难度较大，目前工程上主要采用获取开环燃油控制规律的方式来实现过渡态过程中的关键参数保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种发动机闭环控制系统，该发动机闭环控制系统可以解决过渡态过程中的关键参数保护的问题，提升了发动机运行的安全性。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种发动机闭环控制系统，包括：信号处理器，配置为接收并处理机载传感器的发动机状态参数；参数限制管理器，配置为提供发动机运行参数限制量；第一系数调度器，配置为提供滑模参数；滑模参数限制控制器，配置为根据所述发动机状态参数、发动机运行参数限制量和滑模参数来计算滑模燃油量；以及全权限燃油控制量选择器，配置为参考所述滑模燃油量来选择燃油控制量，并输出燃油控制量指令信号至执行机构闭环控制器。

在本发明的一实施例中，还包括：过渡态控制器，配置为提供过渡态加减速燃油；推力管理器，配置为提供控制目标参数；以及稳态闭环控制器，配置为根据所述控制目标参数计算稳态燃油；其中，所述全权限燃油控制量选择器配置为参考所述滑模燃油量、所述过渡态加减速燃油和所述稳态燃油来选择所述燃油控制量。

在本发明的一实施例中，所述滑模参数限制控制器计算所述滑模燃油量的步骤包括：根据所述发动机状态参数和所述发动机运行参数限制量来计算滑模量；根据所述滑模量和所述滑模参数来计算滑模控制量；以及根据所述滑模控制量来计算所述滑模燃油量。

在本发明的一实施例中，还包括：第二系数调度器，配置为提供比例积分参数；比例积分参数限制控制器，配置为根据所述发动机状态参数、发动机运行参数限制量和比例积分参数来计算比例积分燃油量；以及参数限制燃油控制量选择器，配置为根据所述滑模燃油量和所述比例积分燃油量来确定参数限制燃油控制量；其中，所述全权限燃油控制量选择器配置为参考所述参数限制燃油控制量来选择所述燃油控制量。

在本发明的一实施例中，还包括：第二系数调度器，配置为提供比例积分参数；比例积分参数限制控制器，配置为根据所述发动机状态参数、发动机运行参数限制量和比例积分参数来计算比例积分燃油量；以及参数限制燃油控制量选择器，配置为根据所述滑模燃油量和所述比例积分燃油量来确定参数限制燃油控制量；其中，所述全权限燃油控制量选择器配置为参考所述参数限制燃油控制量、所述过渡态加减速燃油和所述稳态燃油来选择所述燃油控制量。

在本发明的一实施例中，还包括故障诊断器，所述故障诊断器配置为输出故障信息，所述参数限制燃油控制量选择器配置为根据所述滑模燃油量、所述比例积分燃油量和所述故障信息来确定所述参数限制燃油控制量。