CN107905900B - 微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质，其中，方法包括：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。本发明可以对微型涡轮喷气发动机进行精准控制，实现稳、快、准的要求，不会造成微型涡轮喷气发动机超温或熄火，安全可靠。

Description

微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质

技术领域

本发明涉及涡轮喷气发动机技术领域，尤其涉及微型涡轮喷气发动机的燃油控制技术，具体来说就是一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质。

背景技术

涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机，其特点是完全依赖燃气流产生推力，通常用作高速飞行器的动力。微型涡轮喷气发动机与普通涡轮喷气发动机相比，具有体型小和重量轻的特点，因此，微型涡轮喷气发动机具有结构精密、体积小、重量轻、推重比大等优点，非常适用于靶机、侦察、攻击、航测等小型无人机。

现有技术中，涡轮喷气发动机为飞行器提供推力，飞行器对涡轮喷气发动机的要求是保证飞行器在任何环境条件和任何工作状态下都能稳定、可靠飞行，并且充分发挥涡轮喷气发动机的性能效益，即提供适当的推力；对于涡轮喷气发动机而言，推力的改变主要靠供油量的改变来实现。

现有控制涡轮喷气发动机的方法是利用相关传感器感受飞行器所处的环境和工作状态，再根据传感器获得的数据控制油门的开度，以达到控制供油量的目的。但是直接将控制涡轮喷气发动机的方法应用到微型涡轮喷气发动机上的话，会出现可靠性低及调试周期长的问题。

因此，本领域技术人员亟需研发一种适应于微型涡轮喷气发动机的燃油控制方法，安全可靠、不会发生故障和误动作。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质，解决了现有技术不能可靠控制微型涡轮喷气发动机燃油的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法，包括：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行微型涡轮喷气发动机燃油控制方法。

本发明的具体实施方式还提供一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置，包括：采集单元，用于采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；控制单元，用于根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

根据本发明的上述具体实施方式可知，微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质至少具有以下有益效果：采用比例、积分(PI)控制算法进行系统闭环自动控制，根据发动机排气温度、给定转速、环境温度、内部空气压力、内部温度、电源电压和当前转速控制供油量，对微型涡轮喷气发动机进行精准控制，实现稳、快、准的要求，不会造成微型涡轮喷气发动机超温或熄火，安全可靠。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例一的流程图。

图2为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例二的流程图。

图3为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例三的流程图。

图4为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例四的流程图。

图5为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例一的示意框图。

图6为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例二的示意框图。

图7为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例三的示意框图。

图8为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例四的示意框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例一的流程图，如图1所示，根据微型涡轮喷气发动机的当前转速和给定转速控制微型涡轮喷气发动机的供油量，当前转速小于给定转速时，增加供油量，当前转速大于给定转速时，减少供油量，当前转速等于给定转速时，供油量保持不变。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制方法包括：

步骤101：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速。

步骤102：根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。本发明的具体实施例中，当前转速小于给定转速时，控制喷油阀增加供油量；当前转速大于给定转速时，减少供油量；当前转速等于给定转速时，供油量保持不变。实现稳、快、准的要求，不会造成微型涡轮喷气发动机超温或熄火，安全可靠。

参见图1，根据微型涡轮喷气发动机的当前转速和给定转速控制微型涡轮喷气发动机的供油量，当前转速小于给定转速时，脉宽调制器(PWM)的脉宽增宽，推动油泵加速，微型涡轮喷气发动机的转速增加；当前转速大于给定转速时，脉宽调制器的脉宽变窄，油泵减速，微型涡轮喷气发动机的转速减小；当前转速等于给定转速时，脉宽调制器的脉宽保持不变，油泵匀速运转，微型涡轮喷气发动机的转速维持不变。

图2为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例二的流程图，如图2所示，在微型涡轮喷气发动机启动阶段，根据微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度调整给定转速的大小。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制方法还包括：

步骤103：在启动阶段采集微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度。本发明的具体实施例中，当内部温度大于92度时，开启油泵。

步骤104：根据所述内部空气压力和所述内部温度调整所述给定转速的大小。本发明的具体实施例中，内部温度大于300度，并且内部空气压力大于预设值时，增加给定转速；否则，给定转速不变。

参见图2，在微型涡轮喷气发动机启动阶段，根据微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度调整给定转速的大小，使微型涡轮喷气发动机平稳加速，无卡死或突变的情况发生。

图3为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例三的流程图，如图3所示，在微型涡轮喷气发动机运行阶段，需要根据微型涡轮喷气发动机的排气温度，以及微型涡轮喷气发动机运行的环境温度调整微型涡轮喷气发动机的给定转速。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制方法还包括：

步骤105：在运行阶段采集微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度。本发明的具体实施例中，在运行阶段，通常指微型涡轮喷气发动机的给定转速大于45000RPM；利用热电偶测量微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度。

步骤106：根据所述排气温度和所述环境温度调整所述给定转速的大小。本发明的具体实施例中，当排气温度和环境温度均大于设定值时，减小给定转速；当排气温度和环境温度均小于设定值时，增加给定转速；否则，给定转速保持不变。

参见图3，根据微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度调整给定转速的大小，保证飞行器在微型涡轮喷气发动机的驱动下，平稳飞行。

图4为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法的实施例四的流程图，如图4所示，在微型涡轮喷气发动机关机阶段，根据微型涡轮喷气发动机的飞行速度调整给定转速的大小。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制方法还包括：

步骤107：在关机阶段采集微型涡轮喷气发动机的飞行速度。本发明的具体实施例中，在关机阶段，通常指给定转速小于40000RPM。

步骤108：根据所述飞行速度调整所述给定转速的大小。本发明的具体实施例中，微型涡轮喷气发动机的当前转速小于30000RPM时，油泵停止供油，防止飞行器高速运行时，微型涡轮喷气发动机突然停机造成飞行器激烈振动，危及飞行器的安全。如果飞行速度小于设定值，减小给定转速的大小；否则，增加给定转速的大小。

参见图4，关机阶段具体指飞行器降落阶段，微型涡轮喷气发动机的给定转速小于40000RPM，飞行器的飞行速度开始降低，根据飞行器的飞行速度调整给定转速的大小，当微型涡轮喷气发动机的当前转速小于30000RPM时，油泵停止供油，飞行器的飞行速度进一步降低。在飞行器的飞行速度降低的同时，减小微型涡轮喷气发动机的给定转速，飞行器不会激烈振动，从而可以让飞行器安全着陆。

本发明具体实施方式提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行以下步骤：

步骤101：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速。

步骤102：根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

本发明具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备还执行以下步骤：

步骤101：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速。

步骤102：根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

步骤103：在启动阶段采集微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度。

步骤104：根据所述内部空气压力和所述内部温度调整所述给定转速的大小。

本发明具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备还执行以下步骤：

步骤101：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速。

步骤102：根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

步骤105：在运行阶段采集微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度。

步骤106：根据所述排气温度和所述环境温度调整所述给定转速的大小。

本发明具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备还执行以下步骤：

步骤101：采集微型涡轮喷气发动机的当前转速。

步骤102：根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

步骤107：在关机阶段采集微型涡轮喷气发动机的飞行速度。

步骤108：根据所述飞行调整所述给定转速的大小。

图5为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例一的示意框图，如图5所示，根据微型涡轮喷气发动机的当前转速和给定转速控制微型涡轮喷气发动机的供油量，当前转速小于给定转速时，增加供油量，当前转速大于给定转速时，减少供油量，当前转速等于给定转速时，供油量保持不变。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制装置包括采集单元1和控制单元2。其中，采集单元1用于采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；控制单元2用于根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量。

参见图5，根据微型涡轮喷气发动机的当前转速和给定转速控制微型涡轮喷气发动机的供油量，当前转速小于给定转速时，脉宽调制器(PWM)的脉宽增宽，推动油泵加速，微型涡轮喷气发动机的转速增加；当前转速大于给定转速时，脉宽调制器的脉宽变窄，油泵减速，微型涡轮喷气发动机的转速减小；当前转速等于给定转速时，脉宽调制器的脉宽保持不变，油泵匀速运转，微型涡轮喷气发动机的转速维持不变。

图6为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例二的示意框图，如图6所示，在微型涡轮喷气发动机启动阶段，根据微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度调整给定转速的大小。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制装置还包括传感器3和调整单元4。其中，传感器3用于在启动阶段采集微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度；调整单元4用于根据所述内部空气压力和所述内部温度调整所述给定转速的大小。

参见图6，在微型涡轮喷气发动机启动阶段，根据微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度调整给定转速的大小，使微型涡轮喷气发动机平稳加速，无卡死或突变的情况发生。

图7为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例三的示意框图，如图7所示，在微型涡轮喷气发动机运行阶段，需要根据微型涡轮喷气发动机的排气温度，以及微型涡轮喷气发动机运行的环境温度调整微型涡轮喷气发动机的给定转速。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制装置还包括温度传感器5和调整单元4。其中，温度传感器5用于在运行阶段采集微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度；调整单元4用于根据所述排气温度和所述环境温度调整所述给定转速的大小。

参见图7，根据微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度调整给定转速的大小，保证飞行器在微型涡轮喷气发动机的驱动下，平稳飞行。

图8为本发明具体实施方式提供的一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置的实施例四的示意框图，如图8所示，在微型涡轮喷气发动机关机阶段，根据微型涡轮喷气发动机的飞行速度调整给定转速的大小。

该附图所示的具体实施方式中，微型涡轮喷气发动机燃油控制装置还包括速度传感器6和调整单元4。其中，速度传感器7用于在关机阶段采集微型涡轮喷气发动机的飞行速度；调整单元4用于根据所述飞行调整所述给定转速的大小。

参见图8，关机阶段具体指飞行器降落阶段，微型涡轮喷气发动机的给定转速小于40000RPM，飞行器的飞行速度开始降低，根据飞行器的飞行速度调整给定转速的大小，当微型涡轮喷气发动机的当前转速小于30000RPM时，油泵停止供油，飞行器的飞行速度进一步降低。在飞行器的飞行速度降低的同时，减小微型涡轮喷气发动机的给定转速，飞行器不会激烈振动，从而可以让飞行器安全着陆。

本发明提供一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法及装置、存储介质，采用比例、积分(PI)控制算法进行系统闭环自动控制，根据发动机排气温度、给定转速、环境温度、内部空气压力、内部温度、电源电压和当前转速控制供油量，对微型涡轮喷气发动机进行精准控制，实现稳、快、准的要求，不会造成微型涡轮喷气发动机超温或熄火，安全可靠。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在单片机或数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种微型涡轮喷气发动机燃油控制方法，其特征在于，该方法包括：

采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；

根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量；

在启动阶段采集微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度，其中，所述内部温度大于92度时，开启油泵；

根据所述内部空气压力和所述内部温度调整所述给定转速的大小，其中，所述内部温度大于300度，并且所述内部空气压力大于预设值时，增加所述给定转速；

在运行阶段采集微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度；

根据所述排气温度和所述环境温度调整所述给定转速的大小，其中，当所述排气温度和所述环境温度均大于设定值时，减小所述给定转速；当所述排气温度和所述环境温度均小于所述设定值时，增加所述给定转速；

在关机阶段采集微型涡轮喷气发动机的飞行速度；以及

根据所述飞行速度调整所述给定转速的大小。

2.如权利要求1任一所述的微型涡轮喷气发动机燃油控制方法，其特征在于，采用PID控制算法调整所述给定转速的大小。

3.一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，其特征在于，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行权利要求1～2任一所述微型涡轮喷气发动机燃油控制方法。

4.一种微型涡轮喷气发动机燃油控制装置，其特征在于，该装置包括：

采集单元，用于采集微型涡轮喷气发动机的当前转速；

控制单元，用于根据所述当前转速和给定转速控制所述微型涡轮喷气发动机的供油量；

传感器，用于在启动阶段采集微型涡轮喷气发动机的内部空气压力和内部温度，其中，所述内部温度大于92度时，开启油泵；

调整单元，用于根据所述内部空气压力和所述内部温度调整所述给定转速的大小，其中，所述内部温度大于300度，并且所述内部空气压力大于预设值时，增加所述给定转速；

温度传感器，用于在运行阶段采集微型涡轮喷气发动机的排气温度和环境温度，所述调整单元还用于根据所述排气温度和所述环境温度调整所述给定转速的大小，其中，当所述排气温度和所述环境温度均大于设定值时，减小所述给定转速；当所述排气温度和所述环境温度均小于所述设定值时，增加所述给定转速；

速度传感器，用于在关机阶段采集微型涡轮喷气发动机的飞行速度，所述调整单元还用于根据所述飞行速度调整所述给定转速的大小。