RU55042U1 - DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE - Google Patents
DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU55042U1 RU55042U1 RU2006105735/22U RU2006105735U RU55042U1 RU 55042 U1 RU55042 U1 RU 55042U1 RU 2006105735/22 U RU2006105735/22 U RU 2006105735/22U RU 2006105735 U RU2006105735 U RU 2006105735U RU 55042 U1 RU55042 U1 RU 55042U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- channel
- actuators
- inputs
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится преимущественно к авиации и может быть использована для регулирования газотурбинных двигателей летательных аппаратов. Устройство для автоматического управления газотурбинным двигателем содержит основной и дублирующий каналы управления исполнительными механизмами, каждый из каналов содержит вычислитель, входы которого соединены с устройством ввода, а выходы - с исполнительными элементами регулируемых механизмов двигателя, датчики которых имеют возможность соединения со входами вычислителей, а также источник питания. Вычислители соединены между собой линией межканального обмена, каждый из каналов имеет дополнительный источник питания, а исполнительные механизмы управляются выходными каскадами, соединенными с исполнительными механизмами, и имеющими два входа, первый из которых имеет возможность соединения с выходами вычислителя основного канала, а второй - с выходами дублирующего. 1 илл.The utility model relates primarily to aviation and can be used to control the gas turbine engines of aircraft. A device for automatic control of a gas turbine engine contains a main and backup control channels for actuators, each channel contains a computer, the inputs of which are connected to the input device, and the outputs are with actuators of adjustable engine mechanisms, the sensors of which can be connected to the inputs of the computers, as well nutrition. The computers are interconnected by an inter-channel exchange line, each channel has an additional power source, and the actuators are controlled by output stages connected to the actuators and having two inputs, the first of which can be connected to the outputs of the main channel calculator, and the second to outputs duplicate. 1 ill.
Description
Полезная модель относится преимущественно к авиации и может быть использована для регулирования газотурбинных двигателей летательных аппаратов.The utility model relates primarily to aviation and can be used to control the gas turbine engines of aircraft.
Известна система автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая основной и дублирующий цифровые электронные регуляторы (вычислители), каждый из которых снабжен блоком контроля его исправности, два пропорционально-интегральных усилителя, два переключателя, аварийный гидромеханический регулятор, исполнительный механизм, логические элементы «И», «ИЛИ», компаратор, блок обнаружения неисправностей датчиков газотурбинного двигателя и блок математической модели газотурбинного двигателя.A known system for automatic control of a gas turbine engine, containing the main and backup digital electronic controllers (calculators), each of which is equipped with a unit for monitoring its operability, two proportional-integrated amplifiers, two switches, emergency hydromechanical regulator, actuator, logical elements "I", " OR ”, a comparator, a unit for detecting malfunctions of sensors of a gas turbine engine and a block for the mathematical model of a gas turbine engine.
Первые выходы блоков контроля исправности цифровых электронных регуляторов подключены соответственно к первому и второму входам элемента «И», а их вторые выходы - соответственно к первому и второму входам элемента «ИЛИ».The first outputs of the health monitoring units of digital electronic controllers are connected respectively to the first and second inputs of the “AND” element, and their second outputs are respectively connected to the first and second inputs of the “OR” element.
Первые выходы основного и дублирующего цифровых электронных регуляторов подключены к первому и второму входам компаратора и входам соответственно первого и второго усилителей, выход первого из которых подключен к первому входу первого переключателя, второй вход которого подключен к третьему выходу блока контроля исправности основного цифрового электронного регулятора. Вторые выходы цифровых электронных регуляторов подключены соответственно к первому и второму входам блока обнаружения неисправностей датчиков, а их первые входы - соответственно к первому и второму выходам данного блока, третий вход и третий выход которого подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока математической модели газотурбинного двигателя.The first outputs of the main and backup digital electronic controllers are connected to the first and second inputs of the comparator and the inputs of the first and second amplifiers, the output of the first of which is connected to the first input of the first switch, the second input of which is connected to the third output of the health monitoring unit of the main digital electronic controller. The second outputs of the digital electronic controllers are connected respectively to the first and second inputs of the sensor fault detection unit, and their first inputs are respectively to the first and second outputs of this unit, the third input and third output of which are connected respectively to the first output and the first input of the mathematical model of a gas turbine engine .
Кроме того, система содержит датчик положения задающего золотника и датчик положения выходного звена исполнительного механизма, блок обнаружения неисправностей исполнительного механизма, блок математической модели исполнительного механизма, и третий переключатель.In addition, the system includes a position sensor for the driving valve and a position sensor for the output link of the actuator, a fault detection unit for the actuator, a mathematical model unit for the actuator, and a third switch.
В процессе функционирования системы при условии нормальной работы всех ее агрегатов, основным электронным регулятором определяется рассогласование между фактически измеренными и заданными значениями регулируемых параметров. Дублирующим электронным цифровым регулятором при этом определяется рассогласование между модельными оценками измеренных параметров и заданными значениями регулируемых параметров по той же программе, что и основным регулятором. Величины рассогласования подаются на первый и второй усилители, где формируются управляющие сигнал каналов, а также на первый и второй входы компаратора, где определяется величина рассогласования между селектированными ошибками каналов и сравнивается с предельно допустимой.In the process of functioning of the system under the condition of normal operation of all its units, the mismatch between the actually measured and set values of the controlled parameters is determined by the main electronic controller. In this case, a duplicating electronic digital controller determines the mismatch between the model estimates of the measured parameters and the set values of the adjustable parameters according to the same program as the main controller. The values of the mismatch are fed to the first and second amplifiers, where the control signal of the channels is generated, as well as to the first and second inputs of the comparator, where the value of the mismatch between the selected channel errors is determined and compared with the maximum permissible value.
Управляющие сигналы с усилителей каждого канала подаются на входы переключателя, который работает по сигналу блока контроля основного электронного цифрового регулятора. В рабочем состоянии сформированный управляющий сигнал основного регулятора подается на вход второго переключателя и с него - на исполнительный механизм. Управляющие сигналы дублирующего регулятора при этом блокируются.The control signals from the amplifiers of each channel are fed to the inputs of the switch, which operates on the signal of the control unit of the main electronic digital controller. In working condition, the generated control signal of the main controller is fed to the input of the second switch and from it to the actuator. The control signals of the redundant controller are blocked.
В процессе работы системы осуществляется оценка исправности исполнительного механизма, датчика положения выходного звена исполнительного механизма, датчиков первичной информации и исправность цифровых электронных регуляторов.During the operation of the system, the health of the actuator, the position sensor of the output link of the actuator, primary information sensors and the health of digital electronic controllers are assessed.
При одиночном отказе цифрового электронного регулятора, неисправность обнаруживается блоком контроля данного регулятора, сигнал с которого подается на второй вход первого переключателя, и он производит отключение от исполнительного механизма данного регулятора и включает в работу дублирующий цифровой электронный регулятор.In case of a single failure of the digital electronic controller, a malfunction is detected by the control unit of this controller, the signal from which is fed to the second input of the first switch, and it disconnects this controller from the actuator and switches on the backup digital electronic controller.
При переходе управления с основного на дублирующий регулятор за счет согласования текущих значений управляющих сигналов, обеспечивается плавный динамический процесс.During the transition of control from the main to the redundant controller due to the coordination of the current values of the control signals, a smooth dynamic process is ensured.
(см. патент РФ, №1642812, Кл. F 02 C 9/28, 1989 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent, No. 1642812, CL. F 02 C 9/28, 1989) - the closest analogue.
В результате анализа известной системы управления газотурбинным двигателем, необходимо отметить, что выполнение известной системы предусматривает в процессе ее функционирования работу только одного из регуляторов, основного или дублирующего, в случае отказа основного. В случае отказа какого-либо управляющего канала основного регулятора, он полностью отключается, хотя остальные его каналы управления исправны, и вводится в работу дублирующий регулятор. Такое выполнение системы снижает надежность ее работы и срок эксплуатации.As a result of the analysis of the known control system for a gas turbine engine, it should be noted that the implementation of the known system provides for the operation of only one of the regulators, the main or duplicate, in case of failure of the main one. In the event of a failure of any control channel of the main controller, it is completely disabled, although its other control channels are serviceable, and a duplicate controller is put into operation. This embodiment of the system reduces the reliability of its operation and the life of the device.
Задачей настоящей полезной модели является разработка устройства автоматического управления газотурбинным двигателем, обеспечивающего надежное управление двигателем и обладающей высоким сроком эксплуатации.The objective of this utility model is to develop a device for automatic control of a gas turbine engine, which provides reliable engine control and has a high service life.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в устройстве для автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащем основной и дублирующий каналы управления исполнительными механизмами, каждый из каналов содержит вычислитель, входы которого соединены с устройством ввода, а выходы - с исполнительными элементами регулируемых механизмов двигателя, датчики которых соединены со входами вычислителей, а также источник питания, новым является то, что вычислители соединены между собой линией межканального обмена, каждый из каналов имеет дополнительный источник питания, а исполнительные механизмы управляются выходными каскадами, соединенными с исполнительными механизмами, и имеющими два входа, первый из которых имеет возможность соединения с выходами вычислителя основного канала, а второй - с выходами дублирующего.The task is ensured by the fact that in the device for automatic control of a gas turbine engine containing the main and backup channels for controlling the actuators, each channel contains a computer, the inputs of which are connected to the input device, and the outputs are connected to the actuators of the adjustable engine mechanisms, the sensors of which the inputs of the computers, as well as the power source, new is that the computers are interconnected by an inter-channel exchange line, each of the channels s an extra power supply, and the actuators are controlled by output stages connected to the actuators, and having two inputs, the first of which is connectable to the outputs of the calculator of the main channel, and the second - to the outputs of the backup.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».When conducting patent research from the prior art, no solutions were identified that are identical to the claimed, and therefore, the claimed utility model meets the condition of patentability “novelty”.
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.The information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the utility model.
Устройство для автоматического управления газотурбинным двигателем обеспечивает регулирование следующих его параметров:A device for automatic control of a gas turbine engine provides control of the following parameters:
- максимальной частоты вращения роторов высоко и низкого давления в зависимости от температуры входного потока воздуха;- maximum rotor speed of high and low pressure rotors depending on the temperature of the inlet air flow;
- регулирование максимальной температуры газов в зависимости от температуры входного потока воздуха, а также ограничение температуры газов за турбиной при запуске двигателя;- regulation of the maximum temperature of the gases depending on the temperature of the inlet air flow, as well as limiting the temperature of the gases behind the turbine when starting the engine;
- регулирование положения закрылков входного направляющего аппарата компрессора низкого давления в зависимости от частоты вращения ротора низкого давления и температуры входного потока воздуха;- regulation of the flaps of the inlet guide vane of the low-pressure compressor, depending on the speed of the low-pressure rotor and the temperature of the inlet air flow;
- противопомпажную защиту и повышение устойчивости работы двигателя при применении вооружения;- anti-surge protection and increased stability of the engine when using weapons;
- управление включением форсажа и сигнализации о его розжиге;- management of afterburner activation and alarm about its ignition;
- позиционирование панели воздухозаборника в соответствии с заданными программами регулирования;- positioning of the air intake panel in accordance with predetermined control programs;
- управление запуском и холодной прокруткой двигателя и турбостартера;- management of starting and cold scrolling of the engine and turbostarter;
- управление включением охлаждения турбины;- control of turbine cooling on;
- контроль и сигнализация предельных режимов турбостартера;- control and signaling of limiting turbostarter modes;
- формирование и выдача дискретных сигналов о режимах работы двигателя и системы автоматики двигателя и самолета;- the formation and issuance of discrete signals about the operating modes of the engine and the automation system of the engine and aircraft;
- непрерывный автоматический контроль регулятора (самоконтроль) с выдачей сигналов в бортовые системы при его отказе.- continuous automatic control of the regulator (self-control) with the issuance of signals to the on-board systems in case of failure.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема устройства для автоматического управления газотурбинным двигателемThe essence of the utility model is illustrated by graphic materials on which a diagram of a device for automatic control of a gas turbine engine is presented.
Устройство размещают на борту самолета.The device is placed on board the aircraft.
Устройство для управления газотурбинным двигателем выполнено в виде двух идентичных каналов, каждый из которых содержит вычислитель A device for controlling a gas turbine engine is made in the form of two identical channels, each of which contains a computer
(вычислители обозначены позициями 1 и 2). Вычислители соединены друг с другом шиной межканального обмена.(calculators are indicated by positions 1 and 2). The computers are connected to each other by an inter-channel exchange bus.
Для обеспечения работы системы она снабжена источником питания 3.To ensure the operation of the system, it is equipped with a power source 3.
Для повышения надежности работы системы, каждый канал снабжен дополнительным (вторичным) источником питания (соответственно, 4 и 5).To increase the reliability of the system, each channel is equipped with an additional (secondary) power source (respectively, 4 and 5).
Вычислители 1 и 2 своими входами соединены с выходами устройства 6 ввода. Вычислители 1 и 2 линией связи соединены с межканальным интерфейсом 7 системы управления.The computers 1 and 2 are connected by their inputs to the outputs of the input device 6. The computers 1 and 2 are connected by a communication line to the inter-channel interface 7 of the control system.
Вычислители 1 и 2 соединены также с выходными каскадами, управляющими исполнительными механизмами объектов регулирования двигателя.Computers 1 and 2 are also connected to output stages controlling the actuators of the engine control objects.
Для обеспечения выполнения функций, указанных выше, выходные каскады наиболее целесообразно объединять по группам.To ensure the performance of the functions indicated above, it is most expedient to combine output cascades into groups.
Так, в данной системе управления выходные каскады объединены по следующим функциям:So, in this control system, output stages are combined according to the following functions:
- каскад 8 управления расходом топлива:- cascade 8 fuel management:
- каскад 9 управления направляющими аппаратами компрессора двигателя;- cascade 9 control guide vanes of the engine compressor;
- каскад 10 управления воздухозаборником;- cascade 10 control the air intake;
- каскад 11 управления остальными элементами системы.- cascade 11 controls the remaining elements of the system.
Выходы каждого каскада связаны с исполнительными механизмами 12 своих механизмов регулирования элементов двигателя (не показаны). Управляемые перемещения исполнительных механизмов отслеживаются датчиками (не показаны), информация с которых поступает в устройство ввода 6, а с устройства ввода - на вычислители 1 и 2. (данные связи не показаны).The outputs of each cascade are associated with actuators 12 of their mechanisms for regulating engine elements (not shown). The controlled movements of the actuators are monitored by sensors (not shown), the information from which enters the input device 6, and from the input device to the computers 1 and 2. (communication data is not shown).
Каждый каскад имеет две группы входов.Each cascade has two groups of inputs.
Первая группа входов каждого каскада связана с выходами вычислителя 1, а вторая группа - с выходами вычислителя 2.The first group of inputs of each cascade is connected to the outputs of the calculator 1, and the second group is connected to the outputs of the calculator 2.
Все элементы, блоки и модули устройства, конструктивное выполнение которых не раскрыто в настоящей заявке, являются известными для специалистов и их выполнение не составляет предмета патентной охраны.All elements, blocks and modules of the device, the structural implementation of which is not disclosed in this application, are known to specialists and their implementation is not subject to patent protection.
Устройство для автоматического управления газотурбинным двигателем работает следующим образом.A device for automatic control of a gas turbine engine operates as follows.
Для обеспечения функционирования устройства, система управления двигателем через интерфейс 7 определяет один из каналов устройства (например, канал с вычислителем 1) как основной, а другой канал (канал с вычислителем 2) - как дублирующий.To ensure the operation of the device, the engine control system through the interface 7 defines one of the device channels (for example, a channel with calculator 1) as the main one, and the other channel (channel with calculator 2) as a backup.
Управляющие сигналы поступают из системы управления на устройство ввода 6, а с него на входы вычислителей 1 и 2. В вычислителях 1 и 2 осуществляется сравнение управляющих сигналов с сигналами, поступающими на вычислители от датчиков положения исполнительных механизмов и в результате вырабатываются командные сигналы, которые имеют возможность поступления на выходные каскады для управления соответствующими исполнительными механизмами.The control signals come from the control system to the input device 6, and from it to the inputs of calculators 1 and 2. In computers 1 and 2, the control signals are compared with the signals received by the position sensors of the actuators and, as a result, command signals are generated that have the possibility of entering the output stages to control the corresponding actuators.
В процессе работы вычислителя 1, система управления блокирует выходы дублирующего вычислителя 2, а с основного вычислителя 1 командные сигналы поступают на выходные каскады и на исполнительные механизмы для регулирования положения управляемых элементов газотурбинного двигателя.In the process of operation of the calculator 1, the control system blocks the outputs of the backup calculator 2, and from the main calculator 1, the command signals are sent to the output stages and to the actuators for regulating the position of the controlled elements of the gas turbine engine.
Таким образом, управление осуществляется одним из каналов устройства, а другой находится в «горячем» резерве.Thus, control is carried out by one of the channels of the device, and the other is in the "hot" reserve.
В случае необходимости в работу вводятся (дополнительные) вторичные источники питания 4 и 5.If necessary, (additional) secondary power supplies 4 and 5 are introduced into the work.
При отказе основного вычислителя 1, он отключается от работы и в работу вводится дублирующий вычислитель 2.In case of failure of the main calculator 1, it is disconnected from work and a duplicate calculator 2 is introduced into the work.
В случае отказа дублирующего вычислителя, находящегося в режиме «горячего» резерва, его выходы блокируются и он не может быть введен в работу, то есть ему не могут быть переданы функции управления при частичном или полном отказе дублирующего канала.In the event of a failure of the backup computer in the “hot” standby mode, its outputs are blocked and it cannot be put into operation, that is, control functions cannot be transferred to it when the backup channel partially or completely fails.
В случае, если в основном канале управления происходит сбой в управлении каким-либо каскадом (8, 9, 10, 11), то управление этим каскадом переходит к дублирующему каналу и в данному случае вступают в работу оба канала управления, каждый из которых осуществляет управление своими каскадами. При отказе управления основным каналом другого каскада, функции управления If in the main control channel there is a failure in the control of any cascade (8, 9, 10, 11), then control of this cascade passes to the backup channel and in this case both control channels come into operation, each of which controls their cascades. In case of control failure of the main channel of another cascade, the control function
данным каскадом аналогично описанному выше переходят к дублирующему каналу.this cascade, similar to that described above, go to the backup channel.
Выполнение системы регулирования позволяет осуществлять управление двигателем от основного или дублирующего каналов, а также передачу функций управления от основного канала дублирующему по мере возникновения неисправностей какого-либо элемента основного канала, то есть цепочка управления дублирующего канала включается в работу по мере отказа элементов основного канала.The implementation of the control system allows you to control the engine from the main or backup channels, as well as the transfer of control functions from the main channel to the backup channel as a malfunction of any element of the main channel, that is, the control circuit of the backup channel is activated as the elements of the main channel fail.
Таким образом, при функционировании устройства возможно управление двигателем от основного канала, от дублирующего канала или совместно от двух каналов с разделением по цепочкам управления.Thus, when the device is operating, it is possible to control the engine from the main channel, from the backup channel, or jointly from two channels with separation by control chains.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006105735/22U RU55042U1 (en) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006105735/22U RU55042U1 (en) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU55042U1 true RU55042U1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=37058538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006105735/22U RU55042U1 (en) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU55042U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445483C1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Information recovery method of measuring channel of gas turbine engine |
-
2006
- 2006-02-27 RU RU2006105735/22U patent/RU55042U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445483C1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Information recovery method of measuring channel of gas turbine engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107893703B (en) | System and method for dynamically controlling operation of an aircraft | |
| US4032757A (en) | Control apparatus | |
| US5440490A (en) | Aircraft engine emergency control system | |
| US5394689A (en) | Gas turbine engine control system having integral flight Mach number synthesis method | |
| CA2923405C (en) | Overthrust protection system and method | |
| CA2336045C (en) | Controller or engine controller, engine and method for adjusting a control or drive system or an engine | |
| CA2546550A1 (en) | Control system for gas turbine aeroengine | |
| US10233768B1 (en) | Apparatus and process for optimizing turbine engine performance via load control through a power control module | |
| US8881529B2 (en) | Modular fuel supply device for a gas turbine including a fuel supply device having an integrated control device | |
| CN104062965A (en) | Marine diesel engine on-site monitoring and controlling system | |
| RU115832U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE CONTROL SYSTEM | |
| RU2598497C2 (en) | Aircraft control and monitoring system | |
| EP3715964B1 (en) | Distributed control modules with built-in tests and control-preserving fault responses | |
| US20100287945A1 (en) | Method for operating a gas turbine plant with a compressor station for gaseous fuel | |
| RU55042U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF A GAS-TURBINE ENGINE | |
| CN208858418U (en) | A kind of Protection System of Turbin | |
| US8038091B2 (en) | Fan control apparatus | |
| RU2432477C2 (en) | Emergency control device of fuel supply to main combustion chamber of gas turbine engine | |
| CN109826715A (en) | LNG feeder electric-control system peculiar to vessel | |
| US20220194555A1 (en) | System and method for detecting propeller malfunction | |
| KR20020079926A (en) | Multiplexing control system and multiplexing method therefor | |
| RU2393977C1 (en) | Aircraft gas turbine engine thrust control system | |
| RU2795359C1 (en) | Method for controlling inlet guide vane of a gas turbine engine compressor | |
| RU72515U1 (en) | AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE GAS-PUMPING UNIT | |
| RU2817573C1 (en) | Method for diagnosing and countering failures of sensors of controlled parameters of two-channel electronic automatic control system of gas turbine engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100228 |