CN105667810B - 一种多发引气系统流量平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机气源系统，提供一种多发引气系统流量平衡控制方法，通过流量控制盒3采集左引气压差传感器2以及右引气压差传感器4实时计算双发引气流量、双发引气平均流量、左发引气流量偏差、右发引气流量偏差，根据流量偏差控制左引气压调活门1或右引气压调活门5的力矩马达电流；从而调节双发引气流量，使之达到相对平衡。

Description

一种多发引气系统流量平衡控制方法

技术领域

本发明涉及飞机气源系统，尤其涉及一种多发引气系统流量平衡控制方法。

背景技术

目前，大型飞机的气源系统通常采用多台发动机同时引气的构型。当气源系统多发引气时，其压力参数多采用气动方式调节，而流量参数未能实现约束和控制，从而导致多台发动机同时引气时流量不平衡的问题，即在保证下游总的用气量的前提下，每台发动机的引气量相差较大，致使发动机的用气可能出现单台引气超量的现象，从而可能影响发动机的动力，给飞机飞行安全带来隐患。另外，国内的运输类飞机不具备对气源系统流量不平衡状态的数字化控制和检测功能，系统的测试性能差，维护程序复杂。

发明目的

本发明的目的是：提供一种多发引气系统流量平衡控制方法，解决国内运输类飞机多台发动机同时引气时流量不平衡的问题。

本发明的技术方案是：

一种多发引气系统流量平衡控制方法，包括：

步骤1：

系统上电时，流量控制盒通过采集计算得出左、右预冷器上下游压差△P₁、△P₂，根据标定的流量计算公式Q＝aΔp²+b△p+c得出左、右发引气流量Q₁、Q₂，其中，a、b、c为试验标定的流量系数；

计算双发引气平均流量Q₀＝(Q₁+Q₂)/2；

计算左发引气流量偏差△Q₁＝(Q₁-Q₀)/Q₁；

计算右发引气流量偏差△Q₂＝(Q₂-Q₀)/Q₂；

步骤2：

通过比较Q₁、Q₂得出引气流量较大一路，判断引气流量较大一路的引气流量偏差是否大于误差带宽ε，如果该路引气流量偏差小于误差带宽ε，不进行调整；否则计算此刻该路引气流量的控制误差E_k和上一时刻该路引气流量的控制误差E_{k-上一时刻}：

E_k＝Q₀-Q_k

E_{k-上一时刻}＝Q₀-Q_{k-上一时刻}

其中，Q_k为当前时刻该路引气流量值；Q_{k-上一时刻}为上一时刻该路引气流量值；

步骤3：

通过活门力矩马达电流分段来获取PID算法中的K_p、K_i系数；

步骤4：

通过△I_k＝K_p(E_k-E_{k-上一时刻})+K_iE_k，计算该路引气压调活门当前时刻的控制增量△I_k，并将△I_k限制在(-△I/15，△I/15)mA范围里；△I为力矩马达电流有效可控电流差；

步骤5：

通过I_k+1＝I_k+△I_k，计算该路引气压调活门下一时刻的控制量I_k+1，并将I_k+1限制在[I_min，I_max)mA范围里；I_min为力矩马达电流有效可调电流最小值，I_max为力矩马达电流有效可调电流最大值，I_k为引气压调活门当前时刻的控制量，其初始值为I_min。

还包括：

步骤6：如果该路引气压调活门调到极限电流I_min或I_max，两路流量还未达到相对平衡，再按照步骤1-5调节另一路引气压调活门，使流量最终平衡。

本发明的优点是：该多发引气系统流量平衡控制方法，用以实现飞机在多台发动机同时引气时，在满足下游系统用气压力的前提下，自动调节多发引气系统的流量，使每台发动机的引气量相对平衡，消除单台发动机引气超量的现象，从而减小对发动机动力的影响，提高飞机的飞行安全性能。同时实现对气源系统流量不平衡状态的数字化控制和检测功能，提高了系统的测试性能，简化了系统的维护程序。

附图说明

图1是本发明一种多发引气系统流量平衡控制方法的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

参见图1，包括：左引气压调活门1，左引气压差传感器2，流量控制盒3，右引气压差传感器4，右引气压调活门5。

工作流程包括：

步骤1：

系统上电时，流量控制盒通过采集计算得出左、右预冷器上下游压差△P₁、△P₂，根据标定的流量计算公式Q＝aΔp²+b△p+c得出左、右发引气流量Q₁、Q₂，其中，a、b、c为试验标定的流量系数；

计算双发引气平均流量Q₀＝(Q₁+Q₂)/2；

计算左发引气流量偏差△Q₁＝(Q₁-Q₀)/Q₁；

计算右发引气流量偏差△Q₂＝(Q₂-Q₀)/Q₂。

步骤2：

通过比较Q₁、Q₂得出引气流量较大一路，判断|△Q₁|是否大于误差带宽ε(如果Q₁大)或|△Q₂|是否大于误差带宽ε(如果Q₂大)，如果该路引气流量偏差小于误差带宽ε，不进行调整；否则计算此刻该路引气流量的控制误差E_k和上一时刻该路引气流量的控制误差E_{k-上一时刻}：

E_k＝Q₀-Q_k

E_{k-上一时刻}＝Q₀-Q_{k-上一时刻}

其中，Q_k为当前时刻该路引气流量值；Q_{k-上一时刻}为上一时刻该路引气流量值。

步骤3：

通过活门力矩马达电流分段来获取PID算法中的K_p、K_i系数。

步骤4：

通过△I_k＝K_p(E_k-E_{k-上一时刻})+K_iE_k，计算该路引气压调活门的控制增量△I_k，并将△I_k限制在(-△I/15，△I/15)mA范围里；△I为力矩马达电流有效可控电流差。

步骤5：

通过I_k＝I_k+△I_k，计算该路引气压调活门的控制增量I_k，并将I_k限制在(I_min， I_max)mA范围里；I_min为力矩马达电流有效可调电流最小值，I_max为力矩马达电流有效可调电流最大值，I_k初始值为I_min。

步骤6：如果该路引气压调活门调到极限电流I_min或I_max，两路流量还未达到相对平衡，再按照步骤1-5调节另一路引气压调活门，使流量最终平衡。

本发明通过流量控制盒3采集左引气压差传感器2以及右引气压差传感器4 实时计算双发引气流量、双发引气平均流量、左发引气流量偏差、右发引气流量偏差，根据流量偏差控制左引气压调活门1或右引气压调活门5的力矩马达电流；从而调节双发引气流量，使之达到相对平衡。

Claims (2)

1.一种多发引气系统流量平衡控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：

系统上电时，流量控制盒通过采集计算得出左、右预冷器上下游压差△P₁、△P₂，根据标定的流量计算公式Q＝aΔp²+b△p+c得出左、右发引气流量Q₁、Q₂，其中，a、b、c为试验标定的流量系数；

计算双发引气平均流量Q₀＝(Q₁+Q₂)/2；

计算左发引气流量偏差△Q₁＝(Q₁-Q₀)/Q₁；

计算右发引气流量偏差△Q₂＝(Q₂-Q₀)/Q₂；

步骤2：

通过比较Q₁、Q₂得出引气流量较大一路，判断引气流量较大一路的引气流量偏差是否大于误差带宽ε，如果该路引气流量偏差小于误差带宽ε，不进行调整；否则计算此刻该路引气流量的控制误差E_k和上一时刻该路引气流量的控制误差E_{k-上一时刻}：

E_k＝Q₀-Q_k

E_{k-上一时刻}＝Q₀-Q_{k-上一时刻}

其中，Q_k为当前时刻该路引气流量值；Q_{k-上一时刻}为上一时刻该路引气流量值；

步骤3：

通过活门力矩马达电流分段来获取PID算法中的K_p、K_i系数；

步骤4：

通过△I_k＝K_p(E_k-E_{k-上一时刻})+K_iE_k，计算该路引气压调活门当前时刻的控制增量△I_k，并将△I_k限制在(-△I/15，△I/15)mA范围里；△I为力矩马达电流有效可控电流差；

步骤5：

通过I_k+1＝I_k+△I_k，计算该路引气压调活门下一时刻的控制量I_k+1，并将I_k+1限制在[I_min，I_max)mA范围里；I_min为力矩马达电流有效可调电流最小值，I_max为力矩马达电流有效可调电流最大值，I_k为引气压调活门当前时刻的控制量，其初始值为I_min。

2.如权利要求1所述的一种多发引气系统流量平衡控制方法，其特征在于，还包括：

步骤6：如果该路引气压调活门调到极限电流I_min或I_max，两路流量还未达到相对平衡，再按照步骤1-5调节另一路引气压调活门，使流量最终平衡。