CN107882641B - 一种双转子发动机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双转子发动机的控制方法，本方法中将高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温作为控制量，通过控制供油量大小能够对控制量进行调节，每个控制量均设有阈值，当选定其中之一作为调节量时，通过对控制量的实时监测，将监测值与阈值进行实时地或周期地进行比较，比较的结果作为进行调节量切换的依据。本发明中提供了一种发动机调节量优选的模式，通过对发动机重要参数的实时监测与调节，更好地对发动机进行了实时的保护，给发动机的安全使用提供了一种可靠有效的控制策略。
Description
技术领域
本发明属于自动控制领域。
背景技术
目前发动机控制多采用转速或油气比等单一参数控制方法。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用控制参数可切换的方法，在发动机运行过程中，通过监测发动机的高低压转子转速、排气总温及压气机出口总压这4个参数，当控制系统处于按高压(低压)转速控制的状态时，如果其余3个参数中任意一个超过或最接近限制值，则控制系统自动将原控制参数切换为该参数，并继续以该参数设定的限制值作为控制目标，保证发动机稳定工作，有效提高发动机的使用安全性。
发明目的
发动机工作在大状态时容易出现重要参数超限的情况，目前一般的控制方法中只对重要参数进行监控并发出报警信号，之后由相关人员采取进一步措施，如发动机停车或降状态使用等，为提高发动机的使用安全，本发明提出一种控制参数可切换的控制方法，当发动机的重要参数出现超限时，可通过切换控制参数保证发动机在该参数限制值范围内稳定工作，从而提高发动机的使用安全性。
技术方案
提供一种双转子发动机的控制方法，高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温作为所述控制方法的控制量，通过控制供油量大小能够对控制量进行调节；高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温均设有阈值；实时地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量；
当至少一个被监测量大于等于该监测量的阈值时，对超过阈值的监测量的变化量进行比较，变化量公式为：变化量＝(监测量-阈值)/阈值；
并将对应变化量最大的监测量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：当存在相同的变化量时，任意选取相同变化量之一对应的监测量切换作为调节量。
提供另一种双转子发动机的控制方法，高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温作为所述控制方法的控制量，控制供油量大小能够对控制量进行调节；高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温均设有阈值；
周期地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量；
在每个周期内，首先获得调节量的变化量和三个监测量的变化量，变化量公式为：变化量＝(监测量/调节量-阈值)/阈值；
其次，判断得出的三个监测量的变化量是否存在大于等于零的情况，如果存在大于等于零的变化量，则对大于等于零的变化量进行比较，并将对应变化量最大的监测量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：判断后存在相同最大变化量时，任意选取相同变化量之一对应的监测量切换作为调节量；
若不存在大于等于零的变化量，则将调节量的变化量和三个监测量的变化量进行比较，并将对应变化量最大的控制量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：判断后存在相同最大变化量时，任意选取相同变化量之一对应的控制量切换作为调节量。
进一步的，通过PID控制实时或周期地控制供油量的大小。
技术效果
该发明可实现发动机控制参数的实时切换，保证了发动机工作时重要参数超限后的使用安全性。
附图说明
图1为参数可切换控制原理框图
具体实施方式
实施例1：实时地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量，控制量的具体情况如下表所示：
| 控制量 | 实测数值 | 阈值 | 备注 |
| 高压转子转速 | 35328r/min | 36200r/min | 调节量 |
| 低压转子转速 | 12295r/min | 12980r/min | 监测量 |
| 压气机出口总压力 | 1.107MPa | 1.105MPa | 监测量 |
| 涡轮后排气总温 | 746.5℃ | 745℃ | 监测量 |
经过比较，3个监测量中有2个出现实测数值大于阈值的情况，故对这两个监测量的变化量进行计算：
压气机出口总压力的变化量＝(1.107-1.105)/1.105＝0.0018；
涡轮后排气总温的变化量＝(746.5-745)/745＝0.0020；
经比较得出：涡轮后排气总温的变化量大于压气机出口总压力的变化量，故将涡轮后排气总温切换作为调节量，将高压转子转速切换为监测量。
实施例2：周期地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量，控制量的具体情况如下表所示：
| 控制量 | 实测数值 | 阈值 | 备注 |
| 高压转子转速 | 36105r/min | 36200r/min | 调节量 |
| 低压转子转速 | 12895r/min | 12980r/min | 监测量 |
| 压气机出口总压力 | 1.1MPa | 1.105MPa | 监测量 |
| 涡轮后排气总温 | 718℃ | 745℃ | 监测量 |
首先，对4个控制量的变化量进行计算：
高压转子转速的变化量＝(36105-36200)/36200＝-0.0026；
低压转子转速的变化量＝(12895-12980)/12980＝-0.0065；
压气机出口总压力的变化量＝(1.1-1.105)/1.105＝-0.0045；
涡轮后排气总温的变化量＝(718-745)/745＝-0.036；
其次，经判断3个监测量的变化量均小于零，故需对4个控制量的变化量进行比较，得出：高压转子转速的变化量最大，而高压转子转速就是当前的调节量，所以不需要再进行调节量的切换。
Claims (3)
1.一种双转子发动机的控制方法，高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温作为所述控制方法的控制量，通过控制供油量大小能够对控制量进行调节；高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温均设有阈值；
实时地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量；
当至少一个被监测量大于等于该监测量的阈值时，对超过阈值的监测量的变化量进行比较，变化量公式为：变化量＝(监测量-阈值)/阈值；
并将对应变化量最大的监测量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：当存在相同的变化量时，任意选取相同变化量之一对应的监测量切换作为调节量。
2.一种双转子发动机的控制方法，高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温作为所述控制方法的控制量，控制供油量大小能够对控制量进行调节；高压转子转速、低压转子转速、压气机出口总压力和涡轮后排气总温均设有阈值；
周期地将控制量之一作为调节量，其余三个控制量作为监测量；
在每个周期内，首先获得调节量的变化量和三个监测量的变化量，变化量公式为：变化量＝(监测量/调节量-阈值)/阈值；
其次，判断得出的三个监测量的变化量是否存在大于等于零的情况，如果存在大于等于零的变化量，则对大于等于零的变化量进行比较，并将对应变化量最大的监测量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：判断后存在相同最大变化量时，任意选取相同变化量之一对应的监测量切换作为调节量；
若不存在大于等于零的变化量，则将调节量的变化量和三个监测量的变化量进行比较，并将对应变化量最大的控制量切换作为调节量，将原调节量切换为监测量之一；其中：判断后存在相同最大变化量时，任意选取相同变化量之一对应的控制量切换作为调节量。
3.如权利要求1或2所述的双转子发动机的控制方法，其特征在于：通过PID控制实时或周期地控制供油量的大小。
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