[发明专利]一种航空发动机转速上升率控制规律的设计方法

说明书

本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种航空发动机转速上升率控制规律的设计方法。该方法包括步骤S1、确定在标准大气条件下，按照油气比控制规律控制发动机时，转速上升率关系曲线，所述转速上升率关系曲线中横坐标为标准大气条件下的转速，纵坐标为转速上升率控制计划值；步骤S2、基于发动机加速过程的起始转速与目标终止转速对所述转速上升率控制计划值进行修正，获得修正后的转速上升率控制计划值；步骤S3、基于修正后的转速上升率控制计划值确定转速上升率给定值。本申请可以快速、准确的设计出转速上升率控制计划值，既保证加速性要求，又能保证发动机稳定工作。

技术领域

本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种航空发动机转速上 升率控制规律的设计方法。

背景技术

目前，航空发动机加速过程一般采用油气比的加速供油方式进行控 制，油气比的控制计划设计方法相对比较成熟，且已经经过充分的使用 验证。但随着航空发动机技术的进步，全权限数字电子控制系统FADEC 的全面推广应用，为了进一步提高加速过程的控制精度，避免由于成附 件供油偏差导致加速过程的控制偏差，加速过程会采用转速上升率闭环 控制。

对于加速过程转速上升率的控制方法，还未得到全面推广应用，对 于转速上升率的设计方法相对较少。一般会采用数值仿真模型进行相关 设计，该方法受模型精度的影响较大。由于航空发动机工作包线大、系 统复杂，发动机数值仿真模型精度一般较低，导致本方法很难快速的应 用到工程实践中，需要通过大量的试验摸索验证，不仅需要大量的人力和资源进行验证，还会导致工程应用时间难以保证。

发明内容

为了解决上述问题之一，本申请提供了一种航空发动机转速上升率 控制规律的设计方法，通过现有加速过程油气比控制下的试验结果，快 速获得能够应用于工程实践的转速上升率控制计划。

本申请提供的航空发动机转速上升率控制规律的设计方法，主要包 括：

步骤S1、确定在标准大气条件下，按照油气比控制规律控制发动机 时，转速上升率关系曲线，所述转速上升率关系曲线中横坐标为标准大 气条件下的转速n_c，纵坐标为转速上升率控制计划值f_ndot(n_c)_st，其被设定 为：

其中，ndot为转速上升率，P₃₁为压气机出口压力，T₁为发动机进口总 温；

步骤S2、基于发动机加速过程的起始转速与目标终止转速对所述转 速上升率控制计划值进行修正，获得修正后的转速上升率控制计划值；

步骤S3、基于修正后的转速上升率控制计划值确定转速上升率给定 值。

优选的是，步骤S1进一步包括：

步骤S11、获取多个标准大气条件下的转速n_c及对应的转速上升率控 制计划值f_ndot(n_c)_st；

步骤S12、通过画图或者拟合的方式确定所述转速上升率关系曲线。

优选的是，步骤S2进一步包括基于喘振裕度修正所述转速上升率控 制计划值。

优选的是，基于喘振裕度修正所述转速上升率控制计划值包括：

将发动机进入加速时的转速进行分段；

确定每一分段转速的喘振裕度；

对喘振裕度小于设定值的对应的分段转速，按设定比例降低该分段 转速对应的转速上升率控制计划值，同理，对喘振裕度大于设定值的对 应的分段转速，按设定比例提高该分段转速对应的转速上升率控制计划 值。