CN106321249B - 用于控制位置促动系统构件的方法和燃气涡轮发动机 - Google Patents

用于控制位置促动系统构件的方法和燃气涡轮发动机 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于基于修改的比例和积分控制环控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。该方法包括确定用于位置促动系统构件的需求信号与用于位置促动系统构件的位置信号之间的误差值。该方法还包括将积分增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。此外，该方法包括将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例增益比例量来确定比例增益。该方法使确定的积分增益与确定的比例增益相加，以确定用于位置促动系统构件的空电流值。

Description

用于控制位置促动系统构件的方法和燃气涡轮发动机
技术领域
本主题大体上涉及一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括按串流顺序的压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段。在操作中，空气从压缩机区段的入口提供，其中一个或更多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体的流驱动涡轮区段。
在特定构造中，燃烧区段由沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的轴机械地联接于压缩机区段。此外，在某些航改燃气涡轮发动机中，轴通过齿轮箱机械地联接于负载，如船舶航改燃气涡轮发动机中的螺旋桨。
因此，在船舶航改燃气涡轮发动机中，螺旋桨速度可由轴的速度控制，该轴的速度可继而由提供至燃烧区段的燃料的量控制。燃料计量阀可提供成控制提供至燃烧区段的燃料的量。因此，螺旋桨速度可由燃料计量阀控制。在某些燃气涡轮发动机中，燃料计量阀关于比例和积分控制环操作。利用此类构造，燃料计量阀的期望位置与燃料计量阀的实际位置之间的误差值用于确定比例增益和积分增益，它们接着求和来确定空电流值。空电流值设置燃料计量阀的位置。
然而，本公开的发明人发现，此类构造可导致例如燃气涡轮发动机的长启动时间和空电流值中的变化或波动。因此，用于控制燃气涡轮发动机内的位置促动系统构件如燃料计量阀来减少燃气涡轮发动机的启动时间的方法将是有用的。此外，用于控制燃气涡轮发动机内的位置促动系统构件如燃料计量阀来实现用于位置促动系统构件的更一致的空电流值的方法将是特别有益的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。
在本公开的一个示例性方面中，提供了一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。该方法包括确定用于位置促动系统构件的需求信号与位置促动系统构件的位置信号之间的误差值。该方法还包括确定燃气涡轮发动机的计划参数值。该方法还包括确定用于位置促动系统构件的空电流值。确定空电流值包括将积分增益比例量(scaler)确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。确定空电流值还包括将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例增益比例量确定积分增益。此外，确定空电流值包括使确定的积分增益和确定的比例增益相加来确定空电流值。
在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括设置在压缩机区段与涡轮区段之间的燃烧器组件，以及控制提供至燃烧器组件的燃料的量的燃料计量阀。燃气涡轮发动机还包括用于确定燃气涡轮发动机的计划参数值的传感器，以及可操作地连接于燃料计量阀和传感器的控制器。控制器构造成确定燃料计量阀需求信号与燃料计量阀的位置之间的误差值。控制器还构造成将积分增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。控制器还构造成将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益。此外，控制器构造成使确定的积分增益和确定的比例增益相加来确定空电流值。
技术方案1. 一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法，所述方法包括：
确定用于所述位置促动系统构件的需求信号与所述位置促动系统构件的位置信号之间的误差值；
确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及
确定用于所述位置促动系统构件的空电流值，其中确定所述空电流值包括
将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；
基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；
将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；
基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及
使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述位置促动系统构件为燃料计量阀。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定所述空电流值还包括：
将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及
将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定所述空电流值。
技术方案5. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的基准空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
技术方案6. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，确定所述基准空电流计划参数模型包括使用所述燃气涡轮发动机的测试数据来确定所述基准空电流计划参数模型。
技术方案7. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述基准空电流计划参数模型为两个变量的线性方程模型，其包括作为变量的所述空电流值和所述计划参数值。
技术方案8. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；
通过使用所述燃气涡轮发动机的实时操作数据更新所述基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的适应空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
技术方案9. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮发动机的所述实时操作数据包括实时空电流值和实时计划参数值。
技术方案10. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，通过更新所述基准空电流计划参数模型确定所述适应空电流计划参数模型包括递归地估计所述适应空电流计划参数模型。
技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，递归地估计所述适应空电流计划参数模型包括使用最小均方算法。
技术方案12. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定所述积分增益包括使所述积分增益比例量和初始积分增益的和乘以所述误差值。
技术方案13. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的比例增益比例量确定所述比例增益包括使所述比例增益比例量和初始比例增益的和乘以所述误差值。
技术方案14. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将等于所述空电流值的电流提供至用于所述位置促动系统构件的位置控制器。
技术方案15. 一种燃气涡轮发动机，包括：
燃烧器组件，其设置在压缩机区段与涡轮区段之间；
燃料计量阀，其控制提供至所述燃烧器组件的燃料的量；
传感器，其用于确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及
控制器，其可操作地连接于所述燃料计量阀和所述传感器，所述控制器构造成
确定燃料计量阀需求信号与所述燃料计量阀的位置之间的误差值；
将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；
基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；
将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；
基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及
使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值。
技术方案16. 根据技术方案15所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。
技术方案17. 根据技术方案15所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，在确定所述空电流值时，所述控制器还构造成：
将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及
将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定所述空电流值。
技术方案18. 根据技术方案17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，在确定所述空电流偏移值时，所述控制器还构造成：
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的基准空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
技术方案19. 根据技术方案17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，在确定所述空电流偏移值时，所述控制器还构造成：
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；
通过使用所述燃气涡轮发动机的实时操作数据更新所述基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的适应空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
技术方案20. 根据技术方案15所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机为航改燃气涡轮发动机。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于说明本发明的原理。
附图说明
包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：
图1为根据本公开的示例性实施例的航改燃气涡轮发动机的示意图。
图2为根据本公开的示例性方面的用于控制燃气涡轮发动机的位置促动系统构件的方法的流程图。
图3为根据本公开的示例性方面的用于确定用于燃气涡轮发动机的空电流计划参数模型的方法的流程图。
图4为根据本公开的示例性实施例的用于燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型的图表。
部件列表
10 涡扇喷气发动机
12 LP压缩机
14 HP压缩机
16 燃烧器
18 HP涡轮
20 LP涡轮
22 LP轴
24 HP轴
26 负载
28 控制器
30 燃料计量阀
32 速度传感器
34 箱
200 方法
202 步骤
204 步骤
206 步骤
208 步骤
210 步骤
212 步骤
214 步骤
216 步骤
218 步骤
220 步骤
300 方法
302 步骤
304 步骤
306 步骤
308 步骤
310 步骤
312 步骤
314 步骤。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的本实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来表示附图中的特征。附图中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。
如将在下面论述的，本公开的方面可用于控制燃气涡轮发动机的位置促动系统构件。例如，本公开的方面可用于控制燃气涡轮发动机的燃料计量阀。本公开大体上描述了用于控制位置促动系统构件的修改的比例和积分增益控制环。一般地说，在燃料计量阀的背景下，本公开的方法确定燃料计量阀的期望位置与燃料计量阀的实际位置之间的误差值。至少部分地基于该误差值，该方法从成组预定值确定(或更确切地，选择)初始积分增益和初始比例增益。然而，替代仅对误差值乘以初始比例增益和误差值乘以初始积分增益求和，本公开的某些方面并入了积分增益比例量和比例增益比例量，以基于实时数据来更新初始积分和比例增益。例如，该方法可通过将初始积分增益和积分增益比例量的和乘以误差值来确定最终积分增益，并且可类似地通过将初始比例增益和比例增益比例量的和乘以误差值来确定最终比例增益。该方法接着可在计算用于燃料计量阀的空电流值时对最终积分增益、最终比例增益以及偏移值求和。积分增益比例量、比例增益比例量和/或偏移值可均至少部分地源自燃气涡轮发动机的感测的计划参数。以此类方式控制的燃气涡轮发动机可对用户输入响应更多，并且还可在稳态条件中更一致地操作。
具体参照图1，提供了根据本公开的示例性实施例的航改燃气涡轮发动机10的示意图。图1的航改燃气涡轮发动机10为具有以下的类型：低压(LP)压缩机12、定位在LP压缩机12下游的高压(HP)压缩机14、定位在HP压缩机14下游的燃烧区段16、定位在燃烧区段16下游的高压(HP)涡轮18，以及定位在HP涡轮18下游的低压(LP)涡轮20。LP压缩机12、HP压缩机14、HP涡轮18和LP涡轮20的至少某些构件围绕燃气涡轮发动机10的纵轴线A旋转。用于该类型的发动机的标准构造为双同心轴布置，由此LP涡轮20由低压(LP)轴22传动地连接于LP压缩机12，并且HP涡轮18类似地由与LP轴22同心的高压(HP)轴24传动地连接于HP压缩机14。
此外，对于所绘实施例，燃气涡轮发动机为航改燃气涡轮发动机，如，船舶航改燃气涡轮发动机。因此，如示意性所绘，LP轴22机械地联接于负载26。例如，在某些示例性实施例中，负载26可为航海船的螺旋桨。
控制器28包括成控制燃气涡轮发动机10的某些方面。控制器28可包括存储器和/或用于执行储存在存储器中的指令的一个或更多个处理器。例如，控制器28可构造成执行分别在下面参照图2和3描述的方法200,300。应当认识到的是，如本文中使用的，用语"处理器"不但是指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且是指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路，微处理器集成电路，以及其它可编程电路。另外，(多个)存储器装置可大体上包括(多个)存储器元件，其包括但不限于，计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它适合的存储器元件。
对于图1的实施例，控制器28可操作地连接于燃料计量阀30和一个或更多个传感器。例如，燃气涡轮发动机10包括用于确定HP轴24的转速的速度传感器32。典型地称为燃气涡轮发动机10的芯部速度的HP轴24的速度可指示燃气涡轮发动机10的总体功率水平。另外，尽管未描绘，但燃气涡轮发动机还可包括压力和/或温度传感器，其检测例如压缩机区段、涡轮区段、燃烧区段16和/或周围环境的各种条件。
此外，燃料计量阀30提供成控制从燃料箱34提供至燃烧区段16的燃料的量。示例性燃料计量阀30由控制器28响应于提供至其的电流控制提供至燃烧区段16的燃料的量。更具体而言，在某些实施例中，提供至包括燃料计量阀30的燃料计量阀促动系统的电流可触动燃料计量阀30内的螺线管，使得一定量的燃料可流动穿过其。燃料计量阀30的位置，或更确切是螺线管的位置，因此指出了燃烧区段16内的燃料与空气之比。另外，燃料与空气之比响应于发动机上的负载需求控制发动机的功率输出。提供至燃料计量阀30的螺线管的电流可在本文中称为空电流。
应当认识到的是，图1中所绘和上文所述的示例性燃气涡轮发动机10仅经由实例提供，并且在其它示例性实施例中，本公开的方面可并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，本公开的方面可并入到航改燃气涡轮发动机，如涡扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机等中。关于此类实施例，LP轴22可不机械地联接于负载26，并且燃气涡轮发动机10还可包括构造成生成推力的排气区段。另外或作为备选，本公开的方面可并入构造用于生成功率的工业燃气涡轮发动机。关于此类实施例，燃气涡轮发动机还可包括例如具有一个或更多个可调整入口导叶的入口区段。此外，在其它示例性实施例中，本公开的方面可并入到任何其它适合的船舶推进燃气涡轮发动机中。例如，在某些实施例中，燃气涡轮发动机可不包括LP压缩机12。
现在参照图2，提供了根据本公开的某些示例性方面的用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法200的流程图。例如，在某些示例性方面中，示例性方法200可用于控制燃气涡轮发动机的燃料计量阀，如上文参照图1所述的燃气涡轮发动机10的燃料计量阀30。然而，应当认识到的是，在其它示例性方面中，示例性方法200可另外或作为备选用于控制燃气涡轮发动机的任何其它燃料系统构件或任何可变几何形状构件。例如，在其它示例性方面中，示例性方法200可用于控制可变定子导叶、入口导叶、发动机喷嘴区域、阻挡门、可变面积旁通喷射器等。
示例性方法200大体上包括在202处确定用于位置促动系统构件的需求信号与位置促动系统构件的位置信号之间的误差值。例如，如果位置促动系统构件为燃料计量阀，则用于燃料计量阀的需求信号可源自通过用户输入装置从燃气涡轮发动机的操作者接收的期望的操作速度。例如，如果示例性方法用于控制船舶航改发动机，则用于燃料计量阀的需求信号可源自船舶的节流阀的位置。另外，燃料计量阀的位置信号可从燃料计量阀上或附近的传感器接收，以确定燃料计量阀的实际实时位置。
图2的方法200还包括在204处确定燃气涡轮发动机的计划参数值。计划参数可为指示燃气涡轮发动机的功率水平的任何参数。例如，在某些示例性方面中，计划参数可为燃气涡轮发动机的芯部速度(例如，高压轴的转速)。然而，在其它示例性方面中，计划参数作为备选可为例如发动机压力比、动力涡轮速度、燃气涡轮发动机的液压压力等。
在202处确定的误差值和在204处确定的计划参数值大体上用于在206处确定用于位置促动系统构件的空电流值。空电流值可大体上表示将位置促动系统构件保持在期望位置处所需的电流的量。例如，如果位置促动系统构件为燃料计量阀，则空电流值可为将燃料计量阀的螺线管保持就位，以允许期望量的燃料流至燃气涡轮发动机的燃烧器组件所需的电流的量。
在206处确定空电流值大体上包括在208处确定积分增益比例量。在某些示例性方面中，积分增益比例量可在208处确定为随在204处确定的计划参数值而变。作为备选，积分增益比例量可在208处确定为随在202处确定的误差值和在204处确定的计划参数值两者而变。例如，在某些示例性方面中，在208处确定积分增益比例量可包括利用在202处确定的误差值和在204处确定为变量的计划参数来查找积分增益比例量查找表中的积分增益比例量。因此，在208处确定的积分增益比例量随在204处确定的计划参数的实时值而变。积分增益比例量查找表可基于例如来自燃气涡轮发动机的实验数据、关于例如航海船中的燃气涡轮发动机的构造的信息、燃气涡轮发动机的测试等。
另外，初始积分增益值在209处确定。初始积分增益值可为基于在202处确定的误差值以及之前确定的误差值确定的值。例如，在209处确定初始积分增益值可包括在由误差值分类的预定积分增益值的查找表中查找初始积分增益值。在208处确定的积分增益比例量可加至在209处确定的初始积分增益值，并且乘以在202处确定的误差值，以在210处确定最终积分增益。因此，在210处确定的最终积分增益随在202处确定的误差值而变，基于在204处确定的计划参数的实时值经由在208处确定的积分增益比例量更新。
此外，对于图2的实施例，在206处确定空电流值还包括在212处确定比例增益比例量。在某些示例性方面中，比例增益比例量可在212处确定为随在204处确定的计划参数值而变。作为备选，比例增益比例量可在212处确定为随在202处确定的误差值和在204处确定的计划参数值两者而变。例如，类似于在208处确定积分增益比例量，在212处确定比例增益比例量可包括利用在202处确定的误差值和在204处确定为变量的计划参数来在比例增益比例量查找表中查找比例增益比例量。因此，在212处确定的比例增益比例量随在204处确定的计划参数的实时值而变。比例增益比例量查找表可基于例如来自燃气涡轮发动机的实验数据、关于例如航海船中的燃气涡轮发动机的构造的信息、燃气涡轮发动机的测试等。
此外，初始比例增益值在213处确定。初始比例增益值可为基于在202处确定的误差值确定的值。例如，在213处确定初始比例增益值可包括在由误差值分类的预定比例增益值的查找表中查找初始比例增益值。在212处确定的比例增益比例量可加至在213处确定的初始比例增益值，并且乘以在202处确定的误差值，以在214处确定最终比例增益。因此，在214处确定的最终比例增益随在202处确定的误差值而变，基于在204处确定的计划参数的实时值经由在212处确定的比例增益比例量更新。
此外，对于图2的实施例，在206处确定空电流值还包括在216处确定空电流偏移值。在216处确定的空电流偏移值可确定为随在204处确定的计划参数而变。例如，如将在下面参照图3更详细论述的，在某些示例性方面中，确定空电流偏移值可包括在218处确定用于燃气涡轮发动机的空电流计划参数模型。空电流计划参数模型可为两个变量的线性方程模型，其包括作为变量的空电流值和计划参数值。然而，在其它示例性方面中，空电流计划参数模型可改为更复杂的多项式模型(例如，二次多项式方程、三次多项式方程等)。作为备选，空电流计划参数模型可为基于计划参数的观察到的分布的随机模型。
示例性方法200可包括基于在204处确定的计划参数和在218处确定的空电流计划参数模型来在216处确定空电流偏移值。例如，在216处确定空电流偏移值可包括使用在218处确定的空电流计划参数模型来确定对应于在204处确定的计划参数的空电流。
此外，在某些示例性方面中，空电流计划参数模型可为使用实时数据更新的基准模型或适应模型(如，以下文参照图3所述的示例性方法300确定的适应模型)。
仍参照图2，在206处确定用于位置促动系统构件的空电流值还包括使在210处确定的最终积分增益、在214处确定的最终比例增益，以及在216处确定的空电流偏移值相加。在206处确定的空电流值接着在220处提供至用于位置促动系统构件的位置控制器。例如，如果位置促动系统构件为燃料计量阀，则在220处将空电流值提供至用于燃料计量阀的位置控制器可包括将等于空电流值的量的电流提供至燃料计量阀的螺线管。
现在参照图3，提供了用于确定用于燃气涡轮发动机的空电流计划参数模型的示例性方法300的流程图。在某些示例性方面中，在示例性方法200中的218处确定用于燃气涡轮发动机的空电流计划参数模型可包括图3中所绘的方法300的示例性方面中的一个或全部。
示例性方法300包括在302处确定用于燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型。在302处确定基准空电流计划参数模型可包括使用燃气涡轮发动机的测试数据来确定基准空电流计划参数模型。更具体而言，对于绘出的示例性方面，在302处确定基准空电流计划参数模型包括接收在304处确定的功率校准数据、接收在306处确定的港口试验数据、接收在308处确定的海洋试验数据，以及接收在310处确定的燃料装备数据。在304处确定功率校准数据可包括收集关于测试单元中的燃气涡轮发动机的信息。在306处确定港口试验数据和在308处确定海洋试验数据可包括收集用于燃气涡轮发动机的现场数据。此外，在310处确定燃料装备数据可包括测试燃气涡轮发动机的燃料系统。
现在还参照图4，提供了示例性基准空电流计划参数模型。图4的示例性基准空电流计划参数模型可在图3的示例性方法300中的302处确定。对于所绘实施例，基准空电流计划参数模型为两个变量的线性方程模型，其包括作为变量的空电流值(Y轴)和计划参数值(X轴；如在图2的示例性方法200中的204处确定的计划参数值)。对于所绘示例性实施例，基准空电流计划参数模型为采用以下形式的基准空电流芯部速度线性模型："y=mx+b"，其中变量"y"为空电流值，其中变量"x"为燃气涡轮发动机的芯部速度值，并且其中常数"m"和"b"为在302处确定的给定燃气涡轮发动机和燃料系统构造特有的值。因此，关于图4的示例性实施例，向空电流芯部速度模型提供燃气涡轮发动机的芯部速度值将产生对应于此类芯部速度的用于燃气涡轮发动机的空电流值。
仍参照图3，示例性方法300还包括在312处通过使用在314处确定的燃气涡轮发动机的实时操作数据更新基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型。在314处确定的燃气涡轮发动机的实时操作数据可包括实时空电流值和实时计划参数值(如，在图2的示例性方法200中的204处确定的计划参数值)。
更具体而言，对于所绘示例性方面，在312处通过更新基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型包括基于在314处确定的燃气涡轮发动机的实时操作数据来递归地估计适应空电流计划参数模型。例如，在314处确定燃气涡轮发动机的实时操作数据可包括在燃气涡轮发动机的操作期间每秒多次收集计划参数值和空电流值。另外，在312处更新基准空电流计划参数模型还可包括与收集所有电流值中的计划参数值一样频繁地或不如其频繁地更新基准空电流计划参数模型。
在某些示例性方面中，递归地估计适应空电流计划参数模型可包括使用任何适合的线性递归方程。因此，如将在给定本公开的情况下理解的，在某些示例性方面中，递归估计适应空电流计划参数模型可包括使用最小均方算法、最小二乘方、加权最小二乘方等。
具有根据本文中所述的示例性方法200和300操作的位置促动系统构件的燃气涡轮发动机可具有较快的启动时间，以及在稳态操作条件期间提供至位置促动系统构件的空电流值的较少变化。此外，通过利用实时操作数据更新基准空电流计划参数模型来达到适应空电流计划参数模型，示例性方法200和300可考虑例如环境条件和在控制位置促动系统构件同时的燃气涡轮发动机的变化的条件。例如，如果位置促动系统构件为燃料计量阀，则示例性方法200和300可考虑和补偿由例如以下引起的燃料系统中的变化：环境温度变化、环境压力变化、燃料温度变化(例如，燃料粘性中的变化)、液压流体温度变化(例如，液压流体粘性中的变化)以及燃料系统的年限。因此，此类构造可导致更多响应且更一致的燃气涡轮发动机。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法，所述方法包括：
确定用于所述位置促动系统构件的需求信号与所述位置促动系统构件的位置信号之间的误差值；
确定所述燃气涡轮发动机的计划参数的值；以及
确定用于所述位置促动系统构件的空电流值，其中确定所述空电流值包括
将积分增益比例量确定为随所述计划参数的值而变；
基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；
将比例增益比例量确定为随所述计划参数的值而变；
基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及
使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值；
确定所述空电流值还包括：
将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及
将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定所述空电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置促动系统构件为燃料计量阀。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的基准空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述基准空电流计划参数模型包括使用所述燃气涡轮发动机的测试数据来确定所述基准空电流计划参数模型。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基准空电流计划参数模型为两个变量的线性方程模型，其包括作为变量的所述空电流值和所述计划参数的值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；
通过使用所述燃气涡轮发动机的实时操作数据更新所述基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的适应空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮发动机的所述实时操作数据包括实时空电流值和实时计划参数的值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过更新所述基准空电流计划参数模型确定所述适应空电流计划参数模型包括递归地估计所述适应空电流计划参数模型。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，递归地估计所述适应空电流计划参数模型包括使用最小均方算法。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定所述积分增益包括使所述积分增益比例量和初始积分增益的和乘以所述误差值。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的比例增益比例量确定所述比例增益包括使所述比例增益比例量和初始比例增益的和乘以所述误差值。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将等于所述空电流值的电流提供至用于所述位置促动系统构件的位置控制器。
14.一种燃气涡轮发动机，包括：
燃烧器组件，其设置在压缩机区段与涡轮区段之间；
燃料计量阀，其控制提供至所述燃烧器组件的燃料的量；
传感器，其用于确定所述燃气涡轮发动机的计划参数的值；以及
控制器，其可操作地连接于所述燃料计量阀和所述传感器，所述控制器构造成
确定燃料计量阀需求信号与所述燃料计量阀的位置之间的误差值；
将积分增益比例量确定为随所述计划参数的值而变；
基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；
将比例增益比例量确定为随所述计划参数的值而变；
基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；
将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及
将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定针对所述燃料计量阀的空电流值。
15.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。
16.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，在确定所述空电流偏移值时，所述控制器还构造成：
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的基准空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
17.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，在确定所述空电流偏移值时，所述控制器还构造成：
确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；
通过使用所述燃气涡轮发动机的实时操作数据更新所述基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型；以及
基于所述计划参数和所述确定的适应空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。
18.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机为航改燃气涡轮发动机。
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