[发明专利]一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法

说明书

本发明公开了一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法，包括：步骤S1、建立动力学数学模型；步骤S2、利用小偏差线性化方法，对动力学数学模型进行线性化处理，得到线型化方程；步骤S3、利用线性化方程，建立燃油计量装置的传递函数模型；步骤S4、基于特征方程根轨迹，确定关键设计参数，通过调整关键设计参数的数值来改善燃油计量装置的稳定性。本发明针对航空发动机燃油计量装置存在的稳定性问题，用流量连续性方程和力平衡方程建立其动力学数学模型，并对其非线性方程进行线性化处理，基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法，从而有效改进燃油计量装置的稳定性。

技术领域

本发明涉及航空发动机燃油计量装置设计与调试领域，特别是涉及一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法。

背景技术

航空发动机的燃油计量装置的主要功能是计量供往燃烧室的燃油流量，实现对发动机转速的控制。发动机的燃油计量装置在实际使用过程中有可能出现不稳定的问题，比如出口燃油的压力会出现振荡的现象，从而导致发动机转速的振荡，使发动机无法正常工作。

目前，若发动机出现不稳定的现象，一般的方法为根据工程经验依次改变设计参数的值直到稳定性得到改善为止，该方法缺乏理论指导，由于燃油计量装置有许多设计参数，如果用经验法依次改变其大小，不但工程量较大，而且效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法，用以解决航空发动机燃油计量装置出现的不稳定问题，有效改进燃油计量装置的稳定性。

为了达到上述目的，提供以下技术方案：

一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法，所述燃油计量装置包括：电液伺服阀、计量活门组件、等压差活门组件和执行活门组件；

所述电液伺服阀控制相应的流量至计量活门组件中，推动所述计量活门组件内的计量活门窗口产生一定的位移，位移传感器获取该位移的数据并且反馈至电子控制器，所述电子控制器、所述位移传感器以及所述电液伺服阀构成所述计量活门组件的位置控制闭环；

所述等压差活门组件的燃油进口与所述计量活门组件的燃油进口相通，形成第一通路，等压差活门组件的燃油进口定义为第一节流口；

所述计量活门组件的计量活门窗口依次通过第二节流口、第三节流口以及第四节流口与所述等压差活门组件的等压差活门窗口相通；第四节流口与油箱相通，形成第一回油通路；

所述计量活门组件的计量活门窗口与所述执行活门组件的燃油进口相通，所述执行活门组件还设有执行活门燃油出口，所述计量活门组件通过第五节流口与所述油箱相通，形成第二回油通路；

其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、建立燃油计量装置的动力学数学模型；

步骤S2、利用小偏差线性化方法，对步骤S1建立的动力学数学模型进行线性化处理，得到线型化方程；

步骤S3、利用步骤S2得到的线性化方程，建立燃油计量装置的传递函数模型；

步骤S4、基于特征方程根轨迹，分析燃油计量装置各设计参数对稳定性的影响，确定能够影响燃油计量装置稳定性且能够调节的关键设计参数，通过调整所述关键设计参数的数值来改善燃油计量装置的稳定性。

进一步的，所述动力学数学模型的表达式为：