CN109372588A - 可调导叶标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及航空发动机技术领域，公开了一种可调导叶标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质。在本发明中，可调导叶由作动筒驱动。其中，在本发明中实施例获取可调导叶的角度的目标标定值；以及获取所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置。并在可调导叶的角度与目标标定值之差未在预设范围内时，根据可调导叶的角度与目标标定值之差来调整可调导叶的角度，直至可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内。而在可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内时，记录可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置，以完成目标标定点的标定。本发明实施例可以实现可调导叶的自动标定，并且具有高效率和高精度的特点。

Description

可调导叶标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种可调导叶标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

在发动机中，例如航空用涡轮发动机，一般配置有可调导叶装置，用来调节发动机中的压气机或者涡轮的进气角度，从而使得发动机在不同的工况下均能够高效工作。在实际应用中，一般利用作动筒(可由液压驱动)来控制可调导叶转动以实现进气角度的调整，即利用传动机构将作动筒的线位移转换为可调导叶的角位移。一般而言，作动筒的线位移和可调导叶的角度之间的对应关系在设计时即确定；但是，在真实的环境中，由于存在机械加工误差和装配误差等因素，上述设计的对应关系可能与真实情况并不相符，因此一般会要求对可调导叶装置进行标定，以得到可调导叶装置的角度和作动筒位移之间的实际对应关系，从而消除上述误差等因素的影响。

现有技术中，对可调导叶的标定方法主要包括人工标定方法和半自动标定方法。

在人工标定方法中，首先在作动筒上设置线位移传感器，以测量作动筒在不同位置处的线位移；然后利用技术人员打压作动筒以使得可调导叶达到标定点的角度，并借由人工读取可调导叶的机械刻度盘来记录可调导叶的角度，从而得到作动筒的线位移和可调导叶角度的真实对应关系。显而易见，此种方式对人工的依赖性高，因此存在效率低，误差大等问题。

在半自动标记方法中，如图1所示，为现有技术中的一种发动机可调导叶标定装置的结构示意图。其包括：控制装置(如由工控机实现)、电压/电流转换器和交流信号放大器，其中电压/电流转换器接收控制装置输出的控制信号并将其转换成与作动筒的控制阀匹配的控制值送至控制阀，交流信号放大器接收控制装置输出的控制信号并进行放大后送至作动筒的传感器，传感器采集作动筒的位移信号并反馈至控制装置。在此方式中，在工控机上给定作动筒位移目标值，结合作动筒位置反馈信号，并通过工控机输出控制信号对作动筒进行闭环控制，此方法可间接控制可调导叶角度，但是可调导叶的角度仍需要人眼读取，读数误差影响标定精度。因此，此种方式也可能存在效率低和误差大等问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种可调导叶标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质，能够实现可调导叶全自动标定，具有效率高和精度高等优点。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种可调导叶标定方法，其中，所述可调导叶由作动筒驱动，所述可调导叶标定方法包括：获取可调导叶的角度的目标标定值；获取所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置；以及当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差来通过所述作动筒调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内时，记录获取的所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

本发明的实施方式还提供了一种可调导叶标定装置，包括：第一获取模块，用于获取可调导叶的角度的目标标定值；第二获取模块，用于获取所述可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置；以及处理模块，用于：当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差来通过所述作动筒调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；以及当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内时，记录获取的所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

本发明的实施方式还提供了一种可调导叶标定系统，包括：可调导叶；角位移传感器，安装于所述可调导叶上并且用于感应所述可调导叶的角度；作动筒；线位移传感器，安装于所述作动筒上并且用于感应所述作动筒的位置；驱动装置，用于驱动所述作动筒动作，从而由所述作动筒带动所述可调导叶转动；上位机，用于提供所述可调导叶的角度的目标标定值；控制器，与所述角位移传感器、线位移传感器、驱动装置和所述上位机均连接，所述控制器，具体用于：从所述角位移传感器获取所述可调导叶的角度；从所述线位移传感器获取所述作动筒的位置；从所述上位机获取所述可调导叶的角度的目标标定值；以及当获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差，生成控制信号至所述驱动装置，以由所述驱动装置来驱动所述作动筒动作，从而调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；以及当获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差在预设范围内时，记录所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的可调导叶标定方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，能够实现可调导叶的全自动标定，例如可以自动获取可调导叶的角度以及作动筒的位置，并且当可调导叶的角度与目标标定值之差未在预设范围内时，调整作动筒的位置以调整可调导叶的角度，直至可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内(即可调导叶的角度收敛于目标标定值)，该过程无需人工读取可调导叶的角度，可以完全自动化地进行，从而具有高效率和高精度等优点。

另外，上述的方法可以由嵌入式控制器来执行或者上述的可调导叶标定装置可以由嵌入式控制器来实现。由于采用嵌入式控制器来执行上述方法或实现上述装置，因此相比于传统采用工控机的方案，具有更好的稳定性。

另外，在上述中，当完成所述目标标定值的标定之后，继续获取所述可调导叶的角度的下一目标标定值，以对所述下一目标定值进行标定，直至完成所述可调导叶的角度的所有目标标定值的标定。此方式可以自动地实现全部标定值的标定，进一步提高效率和精度。

另外，在上述中，可以由安装于所述可调导叶上的角位移传感器来测量的所述可调导叶的角度，从而避免人工读数对标定结果的不良影响。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为现有技术中的一种可调导叶标定装置的示意图；

图2是本发明实施方式的可调导叶标定系统的结构示意图；

图3是本发明第一实施方式的可调导叶标定方法的流程示意图；

图4是本发明第二实施方式的可调导叶标定方法的流程示意图；

图5是本发明第三实施方式的可调导中标定装置的结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为了便于理解本发明，首先介绍本发明实施方式的可调导叶标定系统。本发明实施方式涉及一种可调导叶标定系统。如图2所示，该可调导叶标定系统201包括：

可调导叶202。

角位移传感器203，其中角位移传感器203安装于可调导叶202上并且用于感应可调导叶202的角度α_{Fbk_i}。

作动筒204。图式的作动筒可以为液压作动筒，但是这仅是示例而不是对本发明的限制，对于本领域技术人员而言，其他形式的作动筒显然也是适合的。此处仅以液压作动筒为例对本发明实施方式进行介绍，以帮助本领域技术人员理解本发明。如图2所示，该液压作动筒包括：两个控制腔，分别为图式中的控制腔1和控制腔2，通过调节控制腔1和控制腔2的压力可以调节作动筒204的运动。

线位移传感器，安装于作动筒204上并且用于感应作动筒的位置，以生成位置信号L_{Fbk_i}。需要说明的是，在图式中，并没有示出线位移传感器，但是示出了线位移传感器所输出的作动筒的位置信号L_{Fbk_i}。该位置信号L_{Fbk_i}会反馈至后续介绍的控制器206中。

驱动装置205，用于驱动作动筒204动作，从而由作动筒204带动可调导叶202转动，以调整可调导叶202的角度。也就是说，作动筒204的不同位置会对应可调导叶202的不同角度，也即作动筒204的位置和可调导叶202的角度之间具有对应关系。在图式中，驱动装置205可以为液压驱动装置，例如伺服燃油调节装置，可以理解的是，这也仅为示例而不是对本发明实施方式的限制。具体而言，伺服燃油调节装置可以控制输出到液压作动筒的两个控制腔的伺服燃油流量，从而使液压作动筒中的控制腔1和控制腔2产生压力差，进而控制作动筒的位移，以达到控制可调导叶的角度的目的。

上位机207，用于提供可调导叶202的角度的目标标定值。需要说明的是，该目标标定值可以为一系列的目标标定值，并且上位机207可以提供操作界面，以由用户输入待标定的可调导叶的角度α_{Dmd_i}，其中i＝1，2，3…n，n为标定点的个数。

以及控制器206，分别与角位移传感器203、线位移传感器、驱动装置205和上位机206 连接。该控制器207作为标定系统的中枢，可以由嵌入式控制器来实现，以达到高稳定性的目的。

具体而言，控制器206可以从角位移传感器203获取可调导叶202的角度α_{Fbk_i}。可以从线位移传感器获取作动筒204的位置L_{Fbk_i}。可以从上位机207获取可调导叶的角度的目标标定值，例如标定角度α_{Dmd_i}。另外，控制器206可以向驱动装置207输出控制信号I_{Ctr_i}，从而经由驱动装置207来驱动作动筒204，进而调整可调导叶202的角度。

在标定过程中，当控制器206获取的可调导叶的角度α_{Fbk_i}和目标标定值(如标定角度α_{Dmd_i})之差未在预设范围内时，则可以根据获取的可调导叶的角度α_{Fbk_i}与目标标定值(如标定角度α_{Dmd_i})之差，生成控制信号I_{Ctr_i}至驱动装置205，以实现可调导叶202的角度的调整。然后控制器206再次获取调整后的可调导叶202的角度和作动筒204的位置，以重复上述过程，直至可调导叶202的角度与目标标定值之差在预设范围内，从而完成目标标定值的标定。

在上述中，仅介绍了一个目标标定值的标定，但是本领域技术人员可以重复上述过程，以实现所有目标标定值的标定。

另外，在上述标定过程中，可以由上位机207来对标定过程的数据实时监控并且存储标定数据，例如存储可调导叶的角度与作动筒的位置之间的对应关系。

另外，上述的在预设范围内是指可调导叶的角度和目标标定值之差能够稳定地小于预设的阈值，例如可调导叶的角度等于目标标定值。相应地未在预设范围内则指可调导叶的角度和目标标定值之差大于预设的阈值。

本实施方式的可调导叶标定系统，利用角位移传感器203来感应可调导叶202的角度，因此无需人工读取可调导叶202的角度，因此能够提高精度。另外，控制器207基于可调导叶的角度和目标标定值之差是否在预设范围内来控制可调导叶的角度的调整，以使得可调导叶的角度能够收敛于目标标定值(即与目标标定值之差在预设范围内)，从而实现了可调导叶的全自动标定，具有高效率的优点。

下面对本发明实施方式的可调导叶标定方法及装置进行说明。

本发明的第一实施方式涉及一种可调导叶标定方法。其具体流程如图3所示，图3所示的可调导叶标定方法可以由控制器来执行，例如由嵌入式控制器来执行，通过嵌入式控制器来执行图3所示的可调导叶标定方法，可以保证该方法能够稳定地执行。该可调导叶标定方法包括如下步骤：

步骤31，获取可调导叶的角度的目标标定值。

其中，该目标标定值可以由上述的上位机提供。例如，上位机接收用户输入的目标标定值，然后将其提供给步骤31。

步骤32，获取可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置。

其中，可调导叶的角度可以由上述的角位移传感器提供，而作动筒的位置可以由上述的线位移传感器提供。例如，步骤32可以对上述的角位移传感器和线位移传感器输出的数据进行采集，以得到可调导叶的角度和作动筒的位置。

其中，可调导叶的角度和作动筒的位置具有对应关系，例如可调导叶的角度和作动筒的位置一一对应。

步骤33，判断可调导叶的角度与目标标定值之差是否在预设范围内，例如是否小于阈值。如果未在预设范围内，则执行步骤34；否则执行步骤35。

其中，当可调导叶的角度与目标标定值之差未在预设范围内时，则表明可调导叶的角度还未收敛于目标标定值，即目标标定值的标定未完成。而当可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内时，则表明可调导叶的角度收敛于目标标定值(例如，可调导叶的角度等于目标标定值)，则表明该目标标定值的标定可以完成。

步骤34，根据可调导叶的角度与目标标定值之差来调整可调导叶的角度。然后返回至步骤32，直至可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内。

其中，调整可调导叶的角度例如可以通过上述的驱动装置和作动筒来实现。例如步骤34 可以包括：根据可调导叶的角度与目标标定值之差来生成控制信号，并输出至驱动装置；驱动装置根据该控制信号，调节作动筒中控制腔1和控制腔2的压力差，以控制作动筒动作，从而带动可调导叶转动，以实现可调导叶的角度的调整。

步骤35，记录可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置，以完成目标标定点的标定。

本发明实施方式可以自动获取可调导叶的角度以及作动筒的位置，并且当可调导叶的角度与目标标定值之差未在预设范围内时，调整可调导叶的角度，直至可调导叶的角度与目标标定值之差在预设范围内(例如可调导叶的角度稳定地等于目标标定值)，该过程无需人工读取可调导叶的角度，可以完全自动化地进行，从而具有高效率和高精度等优点。

本发明的第二实施方式涉及一种可调导叶标定方法。如图4所示，第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：当在步骤35完成目标标定值的标定之后，判断是否完成所有标定值的标定(步骤36)，若完成所有标定值的标定，则结束标定(步骤38)。若没有完成所有标定值的标定，则继续获取可调导叶的角度的下一目标标定值(步骤37)，然后重复上述步骤32～35，以完成下一目标标定值的标定。

需要说明的是，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种可调导叶标定装置50，如图5所示。该可调导叶标定装置可以由上述的控制器实现，例如由嵌入式控制器实现。具体地，上述可调导叶标定装置50 可以包括：

第一获取模块51，用于获取可调导叶的角度的目标标定值。

第二获取模块52，用于获取所述可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置。

以及处理模块53，用于：

当获取的可调导叶的角度与目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差来通过所述作动筒调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；以及

当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内时，记录获取的所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

需要说明的是，上述第一获取模块51，第二获取模块52和处理模块53的操作的具体细节已在前面描述，此处出于简洁而不再重复。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的装置实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

另外，上述的处理模块53还可以用于当完成所述目标标定值的标定之后，继续获取所述可调导叶的角度的下一目标标定值，以对所述下一目标定值进行标定，直至完成所述可调导叶的角度的所有目标标定值的标定。即本发明实施方式的可调导叶装置50还可以同上述的第二实施方式所示的可调导叶标定方法对应，并相互配合实施。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明另一方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可调导叶标定方法，其中，所述可调导叶由作动筒驱动，其特征在于，包括：

获取可调导叶的角度的目标标定值；

获取所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置；以及

当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差来通过所述作动筒调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；

当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内时，记录获取的所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

2.根据权利要求1所述的可调导叶标定方法，其特征在于，所述方法还包括：

当完成所述目标标定值的标定之后，继续获取所述可调导叶的角度的下一目标标定值，以对所述下一目标定值进行标定，直至完成所述可调导叶的角度的所有目标标定值的标定。

3.根据权利要求1所述的可调导叶标定方法，其特征在于，所述获取所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，具体包括：

获取由安装于所述可调导叶上的角位移传感器测量的所述可调导叶的角度；以及

获取由安装于所述作动筒上的线位移传器测量的所述作动筒的位置。

4.根据权利要求1所述的可调导叶标定方法，其特征在于，所述获取可调导叶的角度的目标标定值，具体包括：

接收上位机发送来的所述可调导叶的角度的目标标定值；

其中，所述上位机具有操作界面，所述操作界面用于供用户输入所述目标标定值。

5.根据权利要求1所述的可调导叶标定方法，其特征在于，所述可调导叶标定方法由嵌入式控制器执行。

6.一种可调导叶标定装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取可调导叶的角度的目标标定值；

第二获取模块，用于获取所述可调导叶的角度以及对应的作动筒的位置；以及

处理模块，用于：

当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差来通过所述作动筒调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；以及

当获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内时，记录获取的所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

7.根据权利要求6所述的可调导叶标定装置，其特征在于，所述处理模块，还用于：

当完成所述目标标定值的标定之后，继续获取所述可调导叶的角度的下一目标标定值，以对所述下一目标定值进行标定，直至完成所述可调导叶的角度的所有目标标定值的标定。

8.根据权利要求6所述的可调导叶标定装置，其特征在于，所述可调导叶标定装置为嵌入式控制器。

9.一种可调导叶标定系统，其特征在于，包括：

可调导叶；

角位移传感器，安装于所述可调导叶上并且用于感应所述可调导叶的角度；

作动筒；

线位移传感器，安装于所述作动筒上并且用于感应所述作动筒的位置；

驱动装置，用于驱动所述作动筒动作，从而由所述作动筒带动所述可调导叶转动；

上位机，用于提供所述可调导叶的角度的目标标定值；

控制器，与所述角位移传感器、线位移传感器、驱动装置和所述上位机均连接，所述控制器，具体用于：

从所述角位移传感器获取所述可调导叶的角度；

从所述线位移传感器获取所述作动筒的位置；

从所述上位机获取所述可调导叶的角度的目标标定值；以及

当获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差未在预设范围内时，根据获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差，生成控制信号至所述驱动装置，以由所述驱动装置来驱动所述作动筒动作，从而调整所述可调导叶的角度，直至获取的所述可调导叶的角度与所述目标标定值之差在预设范围内；以及

当获取的所述可调导叶的角度和所述目标标定值之差在预设范围内时，记录所述可调导叶的角度以及对应的所述作动筒的位置，以完成所述目标标定点的标定。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的可调导叶标定方法。