CN105545371B - 一种燃气轮机叶片角度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气轮机叶片角度控制系统。所述燃气轮机叶片角度控制系统包括：电子控制器；叶片角闭环控制模块，其与电子控制器电联；电液伺服阀，其与叶片角闭环控制模块电联；油缸，其与电液伺服阀连接；燃气轮机叶片，其与油缸的活塞杆连接；位移传感器，其设置在油缸的活塞杆上，并与叶片角闭环控制模块连接；其中，电子控制器用于传递给定输入信号；叶片角闭环控制模块用于产生双向误差信号，双向误差信号传递给电液伺服阀；电液伺服阀控制油缸动作，油缸带动燃气轮机叶片运动；位移传感器用于将位移信号反馈给所述叶片角闭环控制模块。本发明增加有叶片角闭环控制模块，该模块采用单独硬件闭环设计，从而能够释放电子控制器的内存。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种燃气轮机叶片角度控制系统。
背景技术
航改燃气轮机的叶片角控制首次采用了分别对低压三级和高压一级进行独立控制，控制精度准确，使低压压气机效率提高到90％。在串级控制主回路中存在着四个独立的叶片角闭环控制回路，多级控制回路一旦匹配出现问题，会导致燃机失速和喘振现象。
目前，一般采用的软件闭环，采用软件闭环的控制方法具有调试灵活、方便、适应性强的特点，但对于目前多回路控制的现状来讲，软件控制负担较重，控制软件运行周期一般能达到20/25ms，另外采集、输出的软件处理算法还要占用时间，故控制周期较长。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气轮机叶片角度控制系统来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种燃气轮机叶片角度控制系统，所述燃气轮机叶片角度控制系统包括：电子控制器；叶片角闭环控制模块，所述叶片角闭环控制模块与所述电子控制器电联；电液伺服阀，所述电液伺服阀与所述叶片角闭环控制模块电联；油缸，所述油缸与所述电液伺服阀连接；燃气轮机叶片，所述燃气轮机叶片与所述油缸的活塞杆连接；位移传感器，所述位移传感器设置在所述油缸的活塞杆上，并与所述叶片角闭环控制模块连接；其中，所述电子控制器用于为所述叶片角闭环控制模块传递给定输入信号；所述叶片角闭环控制模块用于对所述给定输入信号进行处理，并产生双向误差信号，并将所述双向误差信号传递给所述电液伺服阀；所述电液伺服阀根据所述双向误差信号控制所述油缸动作，所述油缸带动所述燃气轮机叶片运动；所述位移传感器用于将位移信号反馈给所述叶片角闭环控制模块。
优选地，所述叶片角闭环控制模块包括：信号拾取滤波模块，所述信号拾取滤波模块具有接收端以及输出端，所述信号拾取滤波模块的接收端与所述位移传感器电联；整形模块，所述整形模块具有接收端以及输出端，所述整形模块的接收端与所述信号拾取滤波模块的输出端电联；比较功能模块，所述比较功能模块具有接收端以及输出端，所述比较功能模块的接收端与所述整形模块的输出端电联；闭环算法处理功能模块，所述闭环算法处理功能模块具有接收端以及输出端，所述闭环算法处理功能模块的接收端分别与所述比较功能模块的输出端以及电子控制器连接，所述闭环算法处理功能模块的输出端与所述电液伺服阀电联；其中，所述信号拾取滤波模块用于接收位移传感器所传递的将位移信号，并将该位移信号进行滤波处理后传递给所述整形模块，所述整形模块用于将经过所述信号拾取滤波模块处理后的位移信号进行放大，从而形成0—10V的电压信号，并将该0—10V的电压信号传递给所述比较功能模块，所述比较功能模块用于将该0—10V的电压信号进行反向运算，从而输出0—-10V的电压信号，并传递给所述闭环算法处理功能模块，所述闭环算法处理功能模块用于对该0—-10V的电压信号进行PID运算，并通过其内置的反向运算放大器进行运算后，输出0—±20mA的双向误差信号，并将该双向误差信号传递给所述电液伺服阀，从而使所述电液伺服阀工作。
优选地，所述燃气轮机叶片角度控制系统进一步包括：电源功能模块，所述电源功能模块具有输入端以及输出端，所述电源功能模块的输入端与为电子控制器提供电源的电源连接；所述电源功能模块的输出端分别与所述叶片角闭环控制模块以及位移传感器连接，所述电源功能模块用于接收电源的电压，并将该电压进行降压后传递给所述叶片角闭环控制模块以及位移传感器，从而提供叶片角闭环控制模块以及位移传感器的工作电压。
优选地，所述叶片角闭环控制模块进一步包括：状态显示功能模块，所述状态显示功能模块与所述电源功能模块连接，用于显示电源功能模块工作状态。
本发明的燃气轮机叶片角度控制系统增加有叶片角闭环控制模块，该模块采用单独硬件闭环设计，从而能够释放电子控制器的内存，提高电子控制器的运行效率以及运行速度，从而提高燃气轮机叶片角度控制系统的控制实时性、鲁棒性以及控制精度，且响应速度快，燃机运行平稳无失速和喘振现象。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的燃气轮机叶片角度控制系统的系统示意图。
图2是图1所示的燃气轮机叶片角度控制系统中的叶片角闭环控制模块的结构示意图。
附图标记：
| 1 | 电子控制器 | 21 | 信号拾取滤波模块 |
| 2 | 叶片角闭环控制模块 | 22 | 整形模块 |
| 3 | 电液伺服阀 | 23 | 比较功能模块 |
| 4 | 油缸 | 24 | 闭环算法处理功能模块 |
| 5 | 燃气轮机叶片 | 8 | 电源功能模块 |
| 7 | 位移传感器 |
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明第一实施例的燃气轮机叶片角度控制系统的系统示意图。图2是图1所示的燃气轮机叶片角度控制系统中的叶片角闭环控制模块的结构示意图。
如图1所示的所述燃气轮机叶片角度控制系统包括电子控制器1、叶片角闭环控制模块2、电液伺服阀3、油缸4、燃气轮机叶片5以及位移传感器7。
在本实施例中，叶片角闭环控制模块2与电子控制器1电联；电液伺服阀3与叶片角闭环控制模块2电联；油缸4与电液伺服阀3连接；燃气轮机叶片5与油缸4的活塞杆连接；位移传感器7设置在油缸4的活塞杆上，并与叶片角闭环控制模块2连接；其中，电子控制器1用于为叶片角闭环控制模块2传递给定输入信号；叶片角闭环控制模块2用于对给定输入信号进行处理，并产生双向误差信号，并将双向误差信号传递给电液伺服阀3；电液伺服阀3根据双向误差信号控制油缸4动作，油缸4带动燃气轮机叶片5运动；位移传感器7用于将位移信号反馈给叶片角闭环控制模块2。
参见图2，在本实施例中，叶片角闭环控制模块2包括信号拾取滤波模块21、整形模块22、状态显示功能模块、比较功能模块23以及闭环算法处理功能模块24。
参见图2，在本实施例中，信号拾取滤波模块21具有接收端以及输出端，信号拾取滤波模块21的接收端与位移传感器7电联；整形模块22具有接收端以及输出端，整形模块22的接收端与信号拾取滤波模块21的输出端电联；比较功能模块23具有接收端以及输出端，比较功能模块23的接收端与整形模块22的输出端电联；闭环算法处理功能模块24具有接收端以及输出端，闭环算法处理功能模块24的接收端分别与比较功能模块23的输出端以及电子控制器21连接，闭环算法处理功能模块24的输出端与电液伺服阀3电联；其中，信号拾取滤波模块21用于接收位移传感器7所传递的位移信号，并将该位移信号进行滤波处理后传递给整形模块22，整形模块22用于将经过信号拾取滤波模块21处理后的位移信号进行放大，从而形成0—10V的电压信号，并将该0—10V的电压信号传递给所述比较功能模块23，比较功能模块23用于将该0—10V的电压信号进行反向运算，从而输出0—-10V的电压信号，并传递给闭环算法处理功能模块24，闭环算法处理功能模块24用于对该0—-10V的电压信号进行PID运算，并通过其内置的反向运算放大器进行运算后，输出0—±20mA的双向误差信号，并将该双向误差信号传递给电液伺服阀3，从而使电液伺服阀3工作。
在本实施例中，燃气轮机叶片角度控制系统进一步包括电源功能模块8，电源功能模块8具有输入端以及输出端，电源功能模块8的输入端与为电子控制器提供电源的电源连接；电源功能模块8的输出端分别与叶片角闭环控制模块2以及位移传感器7连接，电源功能模块8用于接收电源的电压，并将该电压进行降压后传递给叶片角闭环控制模块2以及位移传感器7，从而提供叶片角闭环控制模块8以及位移传感器7的工作电压。
在本实施例中，状态显示功能模块与电源功能模块连接，用于显示电源功能模块工作状态。
本发明的燃气轮机叶片角度控制系统增加有叶片角闭环控制模块，该模块采用单独硬件闭环设计，从而能够释放电子控制器的内存，提高电子控制器的运行效率以及运行速度，从而提高燃气轮机叶片角度控制系统的控制实时性、鲁棒性以及控制精度，且响应速度快，燃机运行平稳无失速和喘振现象。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种燃气轮机叶片角度控制系统，其特征在于，所述燃气轮机叶片角度控制系统包括：
电子控制器(1)；
叶片角闭环控制模块(2)，所述叶片角闭环控制模块(2)进一步包括信号拾取滤波模块(21)，所述信号拾取滤波模块(21)具有接收端以及输出端，所述信号拾取滤波模块(21)的接收端与位移传感器(7)电联；整形模块(22)，所述整形模块(22)具有接收端以及输出端，所述整形模块(22)的接收端与所述信号拾取滤波模块(21)的输出端电联；比较功能模块(23)，所述比较功能模块(23)具有接收端以及输出端，所述比较功能模块(23)的接收端与所述整形模块(22)的输出端电联；闭环算法处理功能模块(24)，所述闭环算法处理功能模块(24)具有接收端以及输出端，所述闭环算法处理功能模块(24)的接收端分别与所述比较功能模块(23)的输出端以及电子控制器(1)连接，所述闭环算法处理功能模块(24)的输出端与电液伺服阀(3)电联；其中，所述信号拾取滤波模块(21)用于接收位移传感器(7)所传递的位移信号，并将该位移信号进行滤波处理后传递给所述整形模块(22)，所述整形模块(22)用于将经过所述信号拾取滤波模块(21)处理后的位移信号进行放大，从而形成0—10V的电压信号，并将该0—10V的电压信号传递给所述比较功能模块(23)，所述比较功能模块(23)用于将该0—10V的电压信号进行反向运算，从而输出0—-10V的电压信号，并传递给所述闭环算法处理功能模块(24)，所述闭环算法处理功能模块(24)用于对该0—-10V的电压信号进行PID运算，并通过其内置的反向运算放大器进行运算后，输出0—±20mA的双向误差信号，并将该双向误差信号传递给所述电液伺服阀(3)，从而使所述电液伺服阀(3)工作；
电液伺服阀(3)，所述电液伺服阀(3)与所述叶片角闭环控制模块(2)电联；
油缸(4)，所述油缸(4)与所述电液伺服阀(3)连接；
燃气轮机叶片(5)，所述燃气轮机叶片(5)与所述油缸(4)的活塞杆连接；
位移传感器(7)，所述位移传感器(7)设置在所述油缸(4)的活塞杆上，并与所述叶片角闭环控制模块(2)连接；其中，
所述电子控制器(1)用于为所述叶片角闭环控制模块(2)传递给定输入信号；所述叶片角闭环控制模块(2)用于对所述给定输入信号进行处理，并产生双向误差信号，并将所述双向误差信号传递给所述电液伺服阀(3)；所述电液伺服阀(3)根据所述双向误差信号控制所述油缸(4)动作，所述油缸(4)带动所述燃气轮机叶片(5)运动；所述位移传感器(7)用于将位移信号反馈给所述叶片角闭环控制模块(2)。
2.如权利要求1所述的燃气轮机叶片角度控制系统，其特征在于，所述燃气轮机叶片角度控制系统进一步包括：
电源功能模块(8)，所述电源功能模块(8)具有输入端以及输出端，所述电源功能模块(8)的输入端与为电子控制器提供电源的电源连接；所述电源功能模块(8)的输出端分别与所述叶片角闭环控制模块(2)以及位移传感器(7)连接，所述电源功能模块(8)用于接收电源的电压，并将该电压进行降压后传递给所述叶片角闭环控制模块(2)以及位移传感器(7)，从而提供叶片角闭环控制模块(2)以及位移传感器(7)的工作电压。
3.如权利要求2所述的燃气轮机叶片角度控制系统，其特征在于，所述叶片角闭环控制模块进一步包括：
状态显示功能模块，所述状态显示功能模块与所述电源功能模块连接，用于显示电源功能模块工作状态。
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