CN109238382A - 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法 - Google Patents

可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109238382A
CN109238382A CN201811257750.1A CN201811257750A CN109238382A CN 109238382 A CN109238382 A CN 109238382A CN 201811257750 A CN201811257750 A CN 201811257750A CN 109238382 A CN109238382 A CN 109238382A
Authority
CN
China
Prior art keywords
qmf
fuel flow
flow
value
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811257750.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109238382B (zh
Inventor
聂聆聪
李岩
牟春晖
吴智锋
裘云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Power Machinery Institute
Original Assignee
Beijing Power Machinery Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Power Machinery Institute filed Critical Beijing Power Machinery Institute
Priority to CN201811257750.1A priority Critical patent/CN109238382B/zh
Publication of CN109238382A publication Critical patent/CN109238382A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109238382B publication Critical patent/CN109238382B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法，涉及冲压发动机控制技术领域。本发明引入排气阀转角信息抑制外界对流量计信号的干扰；采用涡轮泵流量调节系统的差分模型估计流量的增量，采用上一时刻流量估计值作为基值，两者相加作为模型流量估计值。本发明结合卡尔曼滤波方法，引入排气阀转角信息，利用涡轮泵流量调节系统的差分模型初步估计燃油流量增量，加上传感器测量信息估计实际燃油流量，可有效抑制低频段干扰信号。

Description

可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法
技术领域
本发明涉及冲压发动机控制技术领域，具体涉及一种可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法。
背景技术
液体冲压供油调节系统是发动机控制系统的重要组成部分，可以接收发动机控制器控制指令，实现供油调节系统的起动、供油、切环等功能。传统供油调节系统在应用于新一代大空域、超高速、大机动、长时间工作液体冲压发动机时，受到技术条件限制不能满足使用需求或需要更大体积重量或功率作为代价，因此需要进一步研究供油调节技术。
可调涡轮泵+流量测量装置供油调节是一种新型供油方案，主要部件包括：可调涡轮泵、流量测量装置、电磁阀、控制器、喷油环等，如图1所示。其中，可调涡轮泵是系统的能源和调节元件，能够输出流量可调节的高压燃油；流量测量装置是测量元件，可以高精度实时向控制器反馈供入喷油环的总燃油流量；喷油环由电磁阀控制开启或关闭；控制器用来监控系统工作状态，实现燃油调节规律。
可调涡轮泵如图2所示，由涡轮泵、排气调节装置、拖动电机组成。通过伺服电机调节排气调节装置的开度调节涡轮功，从而调节涡轮泵的输出燃油流量。
流量测量装置由差压式流量计、压差传感器(即差压传感器)、油温传感器组成。依据流量测量原理的不同，有多种类型流量计可以选择。应用于冲压发动机燃油流量控制系统，使用环境振动大，对流量计可靠性要求高；要求流量计对流量变化敏感，测量实时性要求高；体积重量不应过大，可适用小管径、大流量环境；流量计(含整流段)长度不宜过长。
压差传感器测量信号受干扰信号影响很大，特别是在5Hz以下的低频干扰与实际流量计的动态频段重叠，这导致滤波设计困难。原滤波器设计结构如图3所示。滤波设计仅根据原始信号作为信息，将高频信号过滤，但由于低频与实际流量动态频谱重叠，无法仅通过测量值分辨出真实与干扰信号并过滤。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何在可调涡轮泵+流量测量装置供油调节方案中有效抑制低频段干扰信号。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法，包括以下步骤：
步骤1、基于压差传感器的流量解算模块1根据压差传感器4的ΔP信号解算测量流量qmfm：
其中a、b、c通过流量计标定试验数据拟合获得，ρ为被测量的燃油密度，ΔP为压差传感器4测量的压差信号；
步骤2、基于模型的燃油流量值估计模块2根据排气阀转角传感器5的信号α估算燃油流量增量Δqmfj，结合前一时刻燃油流量综合解算值qmf解算当前时刻的燃油流量估计值qmfj：
Δqmfj(k)＝(1-5Ts)Δqmfj(k-1)+0.25Ts(α(k)-α(k-1))
qmfj(k)＝qmf(k-1)+Δqmfj(k)
其中，(k)表示当前时刻值，(k-1)表示前一周期值，α(k)为当前时刻转角采集值，α(k-1)为前一周期转角采集值，Δqmfj(k-1)为上一周期估算燃油流量增量,Δqmfj(k)为当前周期估算燃油流量增量，qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值，Ts为采样周期；
步骤3、燃油流量综合解算模块3根据步骤1中解算的测量流量qmfm与步骤2中解算的燃油流量估计值qmfj解算出燃油流量综合解算值qmf：
qmf(k)＝qmfj(k)+0.378Ts(qmfm(k)-qmf(k-1))
其中，qmf(k)为当前时刻燃油流量综合解算值，qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值。
优选地，所述流量计连接排气可调涡轮泵。
优选地，所述排气可调涡轮泵能够输出流量可调节的高压燃油。
优选地，被测燃油为航空煤油。
优选地，所述排气阀转角传感器5为排气可调涡轮泵中排气阀用转角传感器。
优选地，所述采样周期Ts不大于0.02s。
优选地，初始时刻Δqmfj(0)＝0。
优选地，初始时刻qmf(0)＝0。
(三)有益效果
本发明引入排气阀转角信息抑制外界对流量计信号的干扰；采用涡轮泵流量调节系统的差分模型估计流量的增量，采用上一时刻流量估计值作为基值，两者相加作为模型流量估计值。本发明基于卡尔曼滤波方法，引入排气阀转角信息，利用涡轮泵流量调节系统的差分模型初步估计燃油流量增量，结合传感器测量信息估计实际燃油流量，可有效抑制低频段干扰信号。
附图说明
图1是可调涡轮泵+流量测量装置供油调节方案原理图；
图2是可调涡轮泵原理示意图；
图3是可调涡轮泵+流量测量装置供油调节方案中的低通滤波器方案设计图；
图4是本发明设计的基于模型修正的滤波设计图；
图5是本发明的方案实现原理图；
图6是本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图4所示，本发明结合排气阀转角信息，通过设计基于模型修正的滤波器将排气阀转角信息与压差传感器测量信号融合获取实际燃油流量信息。
图5为本发明的一种可调涡轮泵流量解算方法原理图，通过包括基于压差传感器的流量解算模块1、基于模型的燃油流量值估计模块2，燃油流量综合解算模块3，压差传感器4，排气阀转角传感器5的系统实现。如图6所示，本发明的具体实施步骤如下：
步骤1、基于压差传感器的流量解算模块1根据压差传感器4的ΔP信号解算测量流量qmfm。
其中a、b、c通过流量计(连接排气可调涡轮泵，所述排气可调涡轮泵能够输出流量可调节的高压燃油)标定试验数据拟合获得，ρ为被测量的燃油密度，单位kg/m3，ΔP为压差传感器4测量的压差信号，单位Kpa。
例如，某型测量范围0.1kg/s-1.2kg/s的流量计a＝0.001459,b＝0.0005390，c＝0.5419，采用航空煤油密度为ρ＝781.5kg/m3。当前采集压差为50kpa时，根据上述公式可计算出qmfm＝0.2884kg/s。
步骤2、基于模型的燃油流量值估计模块2根据排气阀转角传感器5(该排气阀为排气可调涡轮泵的一部分)的信号α估算燃油流量增量Δqmfj，结合前一时刻燃油流量综合解算值qmf解算当前时刻的燃油流量估计值qmfj。
Δqmfj(k)＝(1-5Ts)Δqmfj(k-1)+0.25Ts(α(k)-α(k-1))
qmfj(k)＝qmf(k-1)+Δqmfj(k)
其中，(k)表示当前时刻值，(k-1)表示前一周期值，α(k)为当前时刻转角采集值，单位°，α(k-1)为前一周期转角采集值，单位°。Δqmfj(k-1)为上一周期估算燃油流量增量，单位Kg/s,Δqmfj(k)为当前周期估算燃油流量增量，单位Kg/s。初始时刻，Δqmfj(0)＝0，qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值，初始时刻qmf(0)＝0，单位Kg/s。Ts为采样周期，单位s，对本系统采样周期通常不大于0.02s。
步骤3、燃油流量综合解算模块3根据步骤1中解算的测量流量qmfm与步骤2中解算的燃油流量估计值qmfj解算出燃油流量综合解算值qmf。
qmf(k)＝qmfj(k)+0.378Ts(qmfm(k)-qmf(k-1))
其中，qmf(k)为当前时刻燃油流量综合解算值，单位Kg/s。qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值，初始时刻qmf(0)＝0，单位Kg/s。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、基于压差传感器的流量解算模块1根据压差传感器4的ΔP信号解算测量流量qmfm：
其中a、b、c通过流量计标定试验数据拟合获得，ρ为被测量的燃油密度，ΔP为压差传感器4测量的压差信号；
步骤2、基于模型的燃油流量值估计模块2根据排气阀转角传感器5的信号α估算燃油流量增量Δqmfj，结合前一时刻燃油流量综合解算值qmf解算当前时刻的燃油流量估计值qmfj：
Δqmfj(k)＝(1-5Ts)Δqmfj(k-1)+0.25Ts(α(k)-α(k-1))
qmfj(k)＝qmf(k-1)+Δqmfj(k)
其中，(k)表示当前时刻值，(k-1)表示前一周期值，α(k)为当前时刻转角采集值，α(k-1)为前一周期转角采集值，Δqmfj(k-1)为上一周期估算燃油流量增量,Δqmfj(k)为当前周期估算燃油流量增量，qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值，Ts为采样周期；
步骤3、燃油流量综合解算模块3根据步骤1中解算的测量流量qmfm与步骤2中解算的燃油流量估计值qmfj解算出燃油流量综合解算值qmf：
qmf(k)＝qmfj(k)+0.378Ts(qmfm(k)-qmf(k-1))
其中，qmf(k)为当前时刻燃油流量综合解算值，qmf(k-1)为前一周期的燃油流量综合解算值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量计连接排气可调涡轮泵。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排气可调涡轮泵能够输出流量可调节的高压燃油。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被测燃油为航空煤油。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排气阀转角传感器5为排气可调涡轮泵中排气阀用转角传感器。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样周期Ts不大于0.02s。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，初始时刻Δqmfj(0)＝0。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，初始时刻qmf(0)＝0。
CN201811257750.1A 2018-10-26 2018-10-26 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法 Active CN109238382B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811257750.1A CN109238382B (zh) 2018-10-26 2018-10-26 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811257750.1A CN109238382B (zh) 2018-10-26 2018-10-26 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109238382A true CN109238382A (zh) 2019-01-18
CN109238382B CN109238382B (zh) 2020-02-14

Family

ID=65082395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811257750.1A Active CN109238382B (zh) 2018-10-26 2018-10-26 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109238382B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110748422A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 北京动力机械研究所 一种风斗油路燃油流量估算方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020078924A1 (en) * 2000-11-06 2002-06-27 Toyoji Yagi Control system for an internal combustion engine
JP2003271245A (ja) * 2002-03-15 2003-09-26 Tomoe Tech Res Co バルブ用ポジショナ
CN1497151A (zh) * 2002-10-23 2004-05-19 �����Զ�����ʽ���� 内燃机进气量推定装置及其推定方法
CN101430025A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 株式会社山武 流量检测阀
JP2010108338A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Yamatake Corp アクチュエータおよび流量測定装置
CN103672946A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 北京动力机械研究所 一种高压环境下燃烧用大流量燃料定量调节装置
CN103900646A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 阿自倍尔株式会社 流量运算装置以及流量控制装置
CN104314696A (zh) * 2014-08-26 2015-01-28 北京动力机械研究所 燃油计量活门控制系统及燃油调节器
CN104775914A (zh) * 2015-02-10 2015-07-15 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法与系统
CN106959139A (zh) * 2015-09-30 2017-07-18 阿自倍尔株式会社 流量运算装置、流量运算方法和流量控制装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020078924A1 (en) * 2000-11-06 2002-06-27 Toyoji Yagi Control system for an internal combustion engine
JP2003271245A (ja) * 2002-03-15 2003-09-26 Tomoe Tech Res Co バルブ用ポジショナ
CN1497151A (zh) * 2002-10-23 2004-05-19 �����Զ�����ʽ���� 内燃机进气量推定装置及其推定方法
CN101430025A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 株式会社山武 流量检测阀
JP2010108338A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Yamatake Corp アクチュエータおよび流量測定装置
CN103900646A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 阿自倍尔株式会社 流量运算装置以及流量控制装置
CN103672946A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 北京动力机械研究所 一种高压环境下燃烧用大流量燃料定量调节装置
CN104314696A (zh) * 2014-08-26 2015-01-28 北京动力机械研究所 燃油计量活门控制系统及燃油调节器
CN104775914A (zh) * 2015-02-10 2015-07-15 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 一种用于气体燃料的燃气轮机控制方法与系统
CN106959139A (zh) * 2015-09-30 2017-07-18 阿自倍尔株式会社 流量运算装置、流量运算方法和流量控制装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘源翔 等: "一种流量可调燃气发生器压强控制系统建模及其半实物仿真", 《弹箭与制导学报》 *
郭伟 等: "关于气体调压阀进出口压力、流量和开度间关系的计算方法", 《石化技术》 *
郭海丽 等: "一种应用于大流量调节系统的气动伺服系统的研究", 《液压与气动》 *
黄海鸿 等: "阀门开度对二通插装阀压力流量特性的影响", 《机械设计与制造》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110748422A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 北京动力机械研究所 一种风斗油路燃油流量估算方法
CN110748422B (zh) * 2019-10-28 2021-06-04 北京动力机械研究所 一种风斗油路燃油流量估算方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109238382B (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108593022B (zh) 一种基于微分干扰补偿的瞬态电磁流量变送器
CN202599485U (zh) 一种新型质量流量检测装置
CN103439125A (zh) 一种燃气调压器调压性能检测装置及检测方法
CN203452119U (zh) 一种流量装置用宽流量范围供水系统
CN107131932A (zh) 一种气体涡轮流量计的检测装置及检测方法
CN101571417B (zh) 一种流量计标定方法
CN102768049A (zh) 一种智能化差压式流量传感装置及其设计方法
CN102213606A (zh) 镜像流量检测方法及虚拟流量计
CN104034377A (zh) 一种空气压缩机流量测量装置及其标定系统和标定方法
CN104389802A (zh) 一种涡轮增压器实验室用压气机端漏油检测装置
CN109238382A (zh) 可调涡轮泵供油系统的燃油流量解算方法
CN204177548U (zh) 一种管道液体流量特性测试装置
CN204028709U (zh) 一种压力式电子流量控制器
CN110388281B (zh) 一种热气机燃油供油系统及方法
CN201188013Y (zh) 发动机漏气测量仪
CN104964729B (zh) 一种流体计量仪表的检定装置
CN103590915A (zh) 一种利用燃油压力实时测算柴油机循环喷油量的方法
CN116007716A (zh) 一种高稳定性微小液体流量源的测量装置及测量方法
CN211904339U (zh) 一种小流量气体流量计用在线检测标准装置
CN203758587U (zh) 小流量气体流量计的检定装置
CN204269161U (zh) 一种小孔零件液体流量测试装置
CN203720688U (zh) 一种液体管路用压力与流量自动调控装置
CN206696121U (zh) 一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置
CN112857481A (zh) 基于液膜厚度建模的涡街湿气分相流量测量方法
CN202216731U (zh) 超导磁体液氦挥发率测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant