CN111665793B - 具有累积命令参考的分布式控制模块 - Google Patents

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Abstract

分布式控制系统(100)可以包括主处理单元(102)，分布式控制模块(104)和可控部件(112)。分布式控制模块(104)可以被构造为：从主处理单元(102)接收标称命令参考(404)；至少部分地基于标称命令参考(404)来确定一系列累积命令参考(406)；将一系列累积控制命令(604)输出到可控部件(112)。该系列累积控制命令(604)可以至少部分地基于这一系列累积命令参考(406)。

Description

具有累积命令参考的分布式控制模块
技术领域
本公开大体涉及分布式控制系统，并且更具体地，涉及包括被构造为提供累积命令参考和对应累积控制命令的分布式控制模块的分布式控制系统。
背景技术
分布式控制系统通常通过将控制命令定位到与对应可控部件相关联的各种分布式控制模块来提供增加的可靠性。分布式控制系统可以包括将标称命令参考发送到各种分布式控制模块的主处理单元。在一些实施方式中，分布式控制模块可以具有比主处理单元更快的时钟。主处理单元和分布式控制模块之间的单位时间间隔的差异可能会将噪声引入控制回路。例如，当分布式控制模块试图以比主处理单元提供标称命令参考的单位时间间隔更快的单位时间间隔来输出控制命令时，可能会引入这种噪声。尽管可以降低分布式控制模块的速度以减少噪声，但是这可能会降低由分布式控制模块实施以控制可控部件的控制回路的响应能力。
因此，需要改进的分布式控制系统，其包括具有分布式控制模块的分布式控制系统，该分布式控制模块具有改进的以比主处理单元的单位时间间隔更快的单位时间间隔操作的能力。
发明内容
方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开的主题来学习。
在一方面，本公开包含控制可控部件的方法。示例性方法可以包括：从主处理单元接收标称命令参考；至少部分地基于标称命令参考来确定一系列累积命令参考；将一系列累积控制命令输出到可控部件。该系列累积控制命令可以至少部分地基于该系列累积命令参考。
在另一方面，本公开包含分布式控制系统。示例性分布式控制系统可以包括主处理单元，分布式控制模块和可控部件。分布式控制模块可以被构造为：从主处理单元接收标称命令参考；至少部分地基于标称命令参考来确定一系列累积命令参考；将一系列累积控制命令输出到可控部件。该系列累积控制命令可以至少部分地基于该系列累积命令参考。
在另一方面，本公开包含计算机可读介质。示例性计算机可读介质可以包括计算机可执行指令，当该计算机可执行指令由分布式控制模块的一个或多个处理器执行时使分布式控制模块：从主处理单元接收标称命令参考；至少部分地基于标称命令参考来确定一系列累积命令参考；将一系列累积控制命令输出到可控部件。该系列累积控制命令可以至少部分地基于该系列累积命令参考。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解这些和其他特征，方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的主题的某些原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
图1示出了描绘示例性分布式控制系统的框图；
图2示出了描绘可以包括在分布式控制系统中的示例性分布式控制模块的框图；
图3示出了描绘分布式控制模块的示例性控制器的框图；
图4A和图4B示出了描绘包括命令参考生成模块的方面的分布式控制模块的控制命令模块的示例性方面的框图；
图5A-5C以图形方式示出了输入到命令参考生成模块的示例性标称命令参考以及由命令参考生成模块输出的对应累积命令参考；
图6示出了描绘包括控制逻辑模块的方面的分布式控制模块的控制命令模块的示例性方面的框图；
图7A-7E示出了描绘控制可控部件的示例性方法的方面的框图；并且
图8示出了涡轮风扇发动机的示意横截面视图，该涡轮风扇发动机包括具有根据本公开构造的分布式控制模块的分布式控制系统。
在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的主题的示例性实施例，在附图中示出了其一个或多个示例。每个示例通过解释的方式提供，并且不应被理解为限制本公开。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本公开旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。
本公开大体提供分布式控制系统和分布式控制模块，其被构造为根据基于一系列累积命令参考的一系列控制命令来控制可控部件。分布式控制模块可以通过对来自主处理单元的标称命令参考进行上采样来提供一系列累积命令参考。在示例性实施例中，分布式控制模块(DCM)可以具有比主处理单元(MPU)的单位时间间隔更快的DCM单位时间间隔(t)，从而允许分布式控制模块以比MPU单位时间间隔(u)更快的单位时间间隔提供控制命令，该MPU单位时间间隔(u)与来自主处理单元的标称命令参考相关联。本公开的累积命令参考可以例如通过提供一系列累积控制命令来减少控制回路中的噪声，该系列累积控制命令跨DCM单位时间间隔(t)分布来自主处理单元的标称命令参考。可以基于一系列累积命令参考来提供累积控制命令，该系列累积命令参考可以由命令参考生成模块或分布式控制模块的其他方面来生成。
尽管DCM可以被构造为以比MPU单位时间间隔(u)更快的DCM单位时间间隔(t)进行操作，但是通常，来自主处理单元的标称命令参考可以优选地跨DCM单位时间间隔(t)分布，而不是在单个阶跃变化中应用标称命令参考，因为这样的阶跃变化可能会引入不期望的瞬态响应。这种瞬态响应可以归因于DCM相对于MPU的更快的单位时间间隔，并且瞬态响应的大小可以与DCM单位时间间隔和MPU单位时间间隔中的这种差异成比例。来自MPU的标称命令参考可以均匀地或基本上均匀地(例如，根据最接近的整数或非整数值)跨DCM单位时间间隔(t)分布。
示例性实施例可以被构造为自动操控同步时域和异步时域。当DCM和MPU具有同步时域时，标称命令参考可以根据最接近的整数值均匀地分布。当DCM和MPU具有异步时域时，标称命令参考可以根据最接近的整数值基本上均匀地分布。
可以根据本公开来构造分布式控制模块，以允许将分布式控制模块“即插即用”安装到分布式控制系统中。这包括构造成用于提供累积命令参考和对应累积控制命令的自我构造的分布式控制模块。示例性分布式控制模块可以被构造为使用在任何MPU单位时间间隔(u)处提供的标称命令参考来兼容地提供累积命令参考和对应累积控制命令。这包括其中DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)具有同步时域的分布式控制系统构造，以及其中DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)具有异步时域的构造。
应当理解，术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，而“下游”是指流体向其流动的方向。还应理解，诸如“顶部”，“底部”，“向外”，“向内”等术语是方便的用语，并且不应被解释为限制性术语。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“一”和“一种”不表示数量限制，而是表示存在至少一个参考条项。
在此以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，并且除非上下文或语言另有指示，否则这种范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围包括端点，并且端点可彼此独立地组合。
如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的，近似语言用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由诸如“约”，“大约”和“基本上”的术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。
现在将进一步详细描述本公开的示例性实施例。图1示出了示例性分布式控制系统100。分布式控制系统100可以包括用于涡轮机或任何其他发动机，机器，处理或工厂的控制系统，并且可以包括分布在整个分布式控制系统100中的大量分布式控制模块。作为示例，分布式控制系统100可以包括或结合到用于涡轮机和/或飞行器的全权限直接发动机控制(FADEC)系统或发动机控制单元(ECU)。
如图所示，示例性分布式控制系统100可以包括主处理单元102，一个或多个分布式控制模块104以及分别与对应分布式控制模块104相关联的一个或多个可控部件112。分布式控制系统100在分布式控制模块104之中分布控制处理。通常，主处理单元102为分布式控制模块104提供集中的监督控制，并且相应的分布式控制模块104实施一个或多个控制回路，用于根据来自主处理单元102的监督控制来控制与对应分布式控制模块104相关联的一个或多个可控部件112。主处理单元102可以包括数据仓库和服务器，该服务器被构造为将数据从数据仓库传输到分布式控制模块104，和/或从分布式控制模块104接收数据并将接收的数据存储在数据仓库中以用于进一步目的。
与分布式控制系统100相关联的操作和方法(包括与分布式控制模块104相关联的操作和方法)，可以在涡轮机800(图8)(例如安装在飞行器上的涡轮机800)的环境中实施。本文所述的操作和方法可以例如在飞行期间以及飞行前和/或飞行后过程期间进行。
可以提供任何数量的分布式控制模块104。作为示例，图1所示的示例性分布式控制系统100包括第一分布式控制模块106，第二分布式控制模块108和第N分布式控制模块110。分布式控制模块104可以与一个或多个可控部件112相关联。作为示例，图1所示的示例性分布式控制系统100包括与第一分布式控制模块106相关联的第一可控部件114，与第二分布式控制模块108相关联的第二可控部件116，以及与第N分布式控制模块110相关联的第N可控部件118。然而，将意识到，多个可控部件112可与单个分布式控制模块104相关联，和/或单个可控部件112可与多个分布式控制模块104相关联。
作为示例，可控部件112可以包括致动器或伺服致动器，并且传感器可以包括被构造为测量致动器或伺服致动器的位置的位置传感器。作为另一个示例，可控部件112可以包括可变几何形状部件，或者联接到可变几何形状部件的致动器或伺服致动器。示例性可变几何形状部件包括燃料阀，可变位置风扇叶片，可变位置导向轮叶，可变位置压缩机叶片和可变位置涡轮叶片。
图2示出了示例性分布式控制模块104。如图所示，分布式控制模块104可以包括通信地联接到主处理单元102和一个或多个可控部件112的一个或多个控制器200。控制器可以被构造为通过在来自主处理单元102的监督控制下实施控制回路或控制回路的组合来控制一个或多个可控部件112。可以由控制器200实施的示例性控制回路包括开环控制，闭环控制以及其组合。
如本文所使用的，术语“开环”或“开环控制”通常是指不从经受这种控制回路或控制命令的系统的测量输出变量接收反馈的控制回路或控制命令。
如本文所使用的，术语“闭环”或“闭环控制”通常是指利用来自经受这种控制回路或控制命令的系统的测量输出变量的反馈作为输入或取决于该反馈的控制回路或控制命令。这种测量输出变量可以包括来自传感器的测量，该传感器被构造为测量取决于这种控制回路或控制命令的输入的系统变量。利用闭环控制的控制器200可以将测量输出变量与设定点进行比较以确定误差值，该误差值可以例如在PID控制模型或任何其他期望的控制模型中使用。
示例性分布式控制模块104可以包括通信接口204，通信接口204被构造为经由有线或无线通信线205通信地联接分布式控制模块104和主处理单元102。通信线205可以包括数据总线或有线和/或无线通信链路的组合。通信接口204可以包括用于与一个或多个网络接合的任何合适的部件，包括例如数据总线，发射器，接收器，端口，控制器，天线和/或其他合适的部件。示例性分布式控制模块104可以另外包括可操作地联接到电源单元208的电源接口206，以及可操作地联接到一个或多个传感器212的传感器接口210。
现在转到图3，将描述分布式控制模块104的示例性控制器200。如图所示，示例性控制器200可以包括控制命令模块300，命令参考生成模块302和控制逻辑模块304。命令参考生成模块302和/或控制逻辑模块304可被包括为控制命令模块的一部分或控制器200的单独模块。
控制命令模块300还可以包括一种或多种控制模式，包括一种或多种闭环控制模式，一种或多种开环控制模式和/或断开控制模式。控制命令模块300可以被构造为将控制命令输出到一个或多个可控部件。控制命令可以至少部分地基于如本文所述的一系列累积命令参考。
命令参考生成模块302可被构造为生成和/或选择命令参考，以用于由控制器200或分布式控制模块104操控的控制回路的控制逻辑。命令参考生成模块302可以生成如本文所述的一系列累积命令参考。附加地或替代地，命令参考生成模块302可以被构造为从许多可能的命令参考中选择以用于控制回路，或者使与控制器200相关联的另一模块利用控制回路中的许多可能的命令参考中的一个。
控制逻辑模块304可以被构造为处理与由控制器200或分布式控制模块104操控的一个或多个控制回路相关联的控制逻辑，包括用于一个或多个闭环和/或开环控制机制的控制逻辑。控制逻辑可以包括可由与控制器200或分布式控制模块104相关联的一个或多个处理器执行的机器可执行指令。
控制器200可以包括一个或多个计算装置，该一个或多个计算装置包括一个或多个处理器306和一个或多个存储器装置308，并且这种计算装置优选地位于分布式控制模块104的本地。一个或多个处理器306可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器，微控制器，集成电路，逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置308可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质，RAM，ROM，硬盘驱动器，闪存驱动器和/或其他存储器装置308。
一个或多个存储器装置308可以存储可由一个或多个处理器306访问的信息，包括可以由一个或多个处理器306执行的机器可执行指令310。指令310可以包括任何指令集310，当指令集310由一个或多个处理器306执行时，使一个或多个处理器306进行操作。在一些实施例中，指令310可以被构造为使一个或多个处理器306进行操作，包括控制器200，分布式控制模块104和/或一个或多个计算装置被构造成的操作。更具体地，这种操作可以包括命令参考生成模块302的操作，控制逻辑模块304的操作和/或控制命令模块300的操作。命令参考生成模块302的操作可以包括生成如本文所述的一系列累积命令参考。
处理器306的操作可以另外包括例如使用一系列累积命令参考406，根据控制回路来控制一个或多个可控部件112。这种操作可以附加地或替代地包括：从一个或多个传感器212接收输入；以及根据控制回路，响应于一个或多个传感器212，控制一个或多个可控部件112。可以根据由主处理单元102提供的监督控制来附加地或替代地执行这种操作。机器可执行指令310可以是以任何合适的编程语言编写或者可以在硬件中实施的软件。附加地和/或替代地，指令310可以在处理器306上的逻辑和/或虚拟分离线程中执行。
存储器装置308可存储可由一个或多个处理器306访问的数据312。数据312可以包括当前或实时数据，过去的数据或其组合。数据312可以存储在数据库314中。作为示例，数据312可以包括与主处理单元102，一个或多个传感器212和/或分布式控制模块104相关联的或由其生成的数据312，包括与控制器200或处理器306相关联的或由其生成的数据312。数据312还可包括与分布式控制模块104或分布式控制系统100相关联的其他数据集，参数，输出，信息。
通信接口204可以附加地或替代地允许分布式控制模块104和/或主处理单元102与用户接口316通信。
现在参考图4A和4B，将描述示例性命令参考生成模块302。如图4A所示，示例性命令参考生成模块302可以包括延迟线模块400和累加器模块402。命令参考生成模块302可以被构造为接收标称命令参考404，并且至少部分地基于标称命令参考404来确定一系列累积命令参考406。可以至少部分地使用延迟线模块400和/或累加器模块402来确定这一系列累积命令参考406。
主处理单元102可以根据MPU单位时间间隔(u)来操作，其中(u)代表MPU时钟的时间单位。分布式控制模块104可以根据DCM单位时间间隔(t)来操作，其中(t)代表DMC时钟的时间单位。命令参考生成模块302可以自动生成累积命令参考406，而不管DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)可具有同步时域还是异步时域。MPU单位时间间隔(u)可超过DCM单位时间间隔(t)。通常，命令参考生成模块302可以被构造为至少部分地基于DMC时钟的时间单位(t)与MPU时钟的时间单位(u)之间的差来增加来自主处理单元102的标称命令参考404。例如，在示例性实施例中，DMC时钟的时间单位(t)可以具有比MPU时钟的时间单位(u)更短的持续时间，使得分布式控制模块104可以能够比主处理单元102操作更快。在一种情况下，分布式控制模块可以能够以超过主处理单元102提供标称命令参考404的速率的速率来确定命令参考和/或控制命令、和/或输出命令参考和/或控制命令到可控部件112。在这种情况下，命令参考生成模块302可以被构造为对标称命令参考404进行上采样，扩展或内插，以便提供更频繁的命令参考和/或更频繁的控制命令，例如本文描述的累积命令参考406和/或累积控制命令。
如图4A和4B所示，命令参考生成模块302可以包括被构造为提供增量命令参考408的延迟线模块400和被构造为提供累积命令参考的累加器模块402。增量命令参考408可通过命令参考倒数(K)410增加，其中(K)代表实数。在示例性实施例中，命令参考倒数(K)410可以是整数；然而，在其他实施例中，命令参考倒数(K)410也可以是非整数因子。命令参考倒数(K)410可以例如经由用户接口204由用户输入或选择。附加地或替代地，命令参考倒数(K)410可以由分布式控制模块104确定或选择，而不需要用户输入。标称命令参考404可以包括来自主处理单元的MPU命令参考除以命令参考倒数(K)410。
在示例性实施例中，可以输入、确定或选择命令参考倒数(K)410，使得DCM单位时间间隔(t)与命令参考倒数(K)410的乘积可以与MPU单位时间间隔(u)成比例，以在DCM单位时间间隔(t)的一个单位内。在一些实施例中，DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)可以具有同步时域，例如，使得DCM单位时间间隔(t)的(K)增量等于MPU单位时间间隔(u)的一个增量。替代地，在其他实施例中，DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)可以具有异步时域。然而，不管这样的时域是同步的还是异步的，在示例性实施例中，命令参考倒数(K)410可以被输入、确定或选择，使得DCM单位时间间隔(t)和命令参考倒数(K)410的乘积与MPU单位时间间隔(u)成比例，以在DCM单位时间间隔(t)的一个单位内。
在一些实施例中，可以输入、确定或选择命令参考倒数(K)410，使得DCM单位时间间隔(t)的(K)增量可以以小于DCM单位时间间隔(t)的一个增量落在MPU单位时间间隔(u)的一个增量内。例如，可以输入、确定或选择命令参考倒数(K)410，使得DCM单位时间间隔(t)的(K)增量以小于DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过MPU单位时间间隔(u)的一个增量，或者使得MPU单位时间间隔(u)的一个增量以小于DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过DCM单位时间间隔(t)的(K)增量。替代地，在一些实施例中，可以输入、确定或选择命令参考倒数(K)410，使得DCM单位时间间隔(t)的(K)增量等于MPU单位时间间隔(u)的一个增量。
延迟线模块400可以包括一个或多个延迟线412，并且可以至少部分地基于命令参考倒数(K)410来选择或构造延迟线412。例如，如参考图4B所讨论的，延迟线412可以包括一系列(K)单位延迟算子420。具有期望数量单位延迟算子420的延迟线412可以由分布式控制模块104确定，选择，生成或构造，和/或由用户输入或选择。例如，如图4A所示，延迟线模块400可以包括多个延迟线412，分布式控制模块104和/或用户可以从多个延迟线412中选择，例如第一延迟线414，第二延迟线416和第N延迟线418。
分布式控制模块104和/或延迟线模块400可以例如至少部分地基于命令参考倒数(K)410，从多个延迟线412中确定或选择延迟线412。例如，可以确定或选择包括一系列(K)单位延迟算子420的延迟线412。作为示例，第一延迟线414可以包括两条延迟线412。当命令参考倒数(K)410为2时，可以确定或选择第一延迟线414。第二延迟线416可以包括三条延迟线412。当命令参考倒数(K)410为3时，可以确定或选择第二延迟线416。第N延迟线418可以包括N条延迟线412，并且当命令参考倒数(K)410为N时，可以确定或选择第N延迟线418。
在一些实施例中，当命令参考倒数(K)410是非整数时，可以确定或选择具有一些单位延迟算子420的延迟线412，这些单位延迟算子420最接近于命令参考倒数(K)410的非整数值。例如，当命令参考倒数(K)410为1.1至2.5之间的非整数时，可以选择具有两条延迟线412的第一延迟线414。作为另一示例，当命令参考倒数(K)410为2.5至3.5之间的非整数时，可以选择具有三条延迟线412的第二延迟线416。此外，当命令参考倒数(K)410为(N-0.5)至(N+0.5)之间的非整数时，可以选择具有N条延迟线412的第三延迟线418。
替代地，分布式控制模块104和/或延迟线模块400可以生成或构造延迟线412，以便提供一系列(K)单位延迟算子420。例如，分布式控制模块104可以确定MPU单位时间间隔(u)和DCM单位时间间隔(t)，然后分布式控制模块104可以确定命令参考倒数(K)。然后分布式控制模块104可以生成或构造具有一系列(K)单位延迟算子420的延迟线412。
现在转到图4B，将进一步描述示例性延迟线模块400及其示例性操作。示例性延迟线412可以包括(K)单位延迟算子420。作为示例，命令参考倒数(K)410可以是三(3)，并且如图所示，对应延迟线412可以包括三(3)个单位延迟算子420。每个单位延迟算子420可以被构造为例如通过执行z变换，将输入到其的标称命令参考404延迟一个DCM单位时间间隔(t)。延迟线模块400可以确定顺序地对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)增量命令参考408，其中K(t)代表(K)增量作为(t)的函数。该系列K(t)增量命令参考408可以至少部分地使用延迟线412和命令参考倒数(K)410，通过延迟线模块400来确定。
延迟线412可以被构造为使用该系列(K)单位延迟算子420来延迟标称命令参考404，以便提供一系列K(t)延迟的标称命令参考404。K(t)延迟的标称命令参考404可以顺序地延迟以DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个增量。例如，第一单位延迟算子422可以在初始DCM单位时间(t+0)处接收标称命令参考404，并且将标称命令参考404延迟DCM单位时间间隔(t)的第一增量。第一单位延迟算子422可以在DCM单位时间间隔(t)的第一增量处向第二单位延迟算子424提供作为延迟(t+1)的标称命令参考404。接收到作为延迟(t+1)的标称命令参考404的第二单位延迟算子424可以进一步将标称命令参考404延迟DCM单位时间间隔的第二增量(t+2)。第二单位延迟算子424可以在DCM单位时间间隔的第二增量(t+2)处向第三单位延迟算子426提供作为延迟(t+2)的标称命令参考404。接收到作为延迟(t+2)的标称命令参考404的第三单位延迟算子426可以进一步将标称命令参考404延迟DCM单位时间间隔的第三增量(t+3)。第三单位延迟算子426可以在DCM单位时间间隔的第三增量(t+3)处向减法算子428提供作为延迟(t+3)的标称命令参考404。
同时，第一单位延迟算子422可以在DCM单位时间间隔(t)的顺序后续增量处顺序接收后续标称命令参考404，这种顺序后续标称命令参考404以顺序DCM单位时间间隔(t)穿过一系列单位延迟算子420到减法算子428。标称命令参考404可以由主处理单元102以MPU单位时间间隔(u)来更新。
减法算子428可以被构造为从对应于DCM单元时间间隔(t)的(K)增量中的相应一个的标称命令参考404中顺序减去该系列K(t)延迟的标称命令参考404中的相应一个，提供顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个增量的一系列K(t)参考差430。例如，在初始DCM单位时间(t+0)，减法算子428可从标称命令参考404中减去初始条件。在初始DCM单位时间(t+0)，该系列(K)单位延迟算子420尚未向减法算子428提供标称命令参考404，因为该系列(K)单位延迟算子420将使标称命令参考404延迟DCM单位时间间隔(t)的(K)增量。
为了说明，如果标称命令参考404的值为5并且初始条件的值为零(0)，则减法算子428可在初始DCM单位时间(t+0)从5减去零(0)。在DCM单位时间间隔的(K)增量(t+K)处，该系列(K)单位延迟算子420可以向减法算子428提供作为延迟(t+K)的标称命令参考404，并且减法算子428可以从作为延迟(t+K)的标称命令参考404中减去(t+K)处的标称命令参考404。例如，如果标称命令参考404在DCM单位时间(t+K)处的值仍然为5，则减法算子428可以在DCM单位时间(t+K)处从5减去5。作为另一示例，如果标称命令参考404在DCM单位时间(t+K)处的值为10，则减法算子428可以在DCM单位时间(t+K)处从10减去5。
仍然参考图4B，减法算子428可以提供一系列K(t)参考差430。乘法器432可以被构造为顺序将该系列K(t)参考差430中的相应一个乘以对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的相应一个的命令参考倒数(K)410。乘法器432的这种顺序相乘可以提供顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)增量命令参考408。
再次参考图4A，累加器模块402可以接收该系列K(t)增量命令参考408，并确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)累积命令参考406。可以至少部分地基于该系列K(t)增量命令参考408来确定该系列K(t)累积命令参考406。累加器模块402可以被构造为累加顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的该系列K(t)增量命令参考408。例如，累加器模块402可以将(a)对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考408与(b)对应于K(t-1)DCM单位时间间隔(t)的K(t-1)增量命令参考408相加或求和。
在示例性实施例中，如图4A所示，累加器模块402可以包括重采样器434和加法算子436。重采样器434可以被构造为顺序对该系列K(t)累积命令参考406进行重采样，并且使K(t)累积命令参考406顺序延迟DCM单位时间间隔(t)的增量。例如，重采样器434可以被构造为对与K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)相对应的K(t+0)累积命令参考406进行重采样，并且使K(t+0)累积命令参考406延迟DCM单位时间间隔(t)。重采样器434可以将作为延迟(t+1)的(t+0)累积命令参考406提供给加法算子436。同时，延迟线模块400可以向加法算子436提供与K(t+1)DCM单位时间间隔(t)相对应的K(t+1)增量命令参考408。加法算子436可以将(a)与K(t+1)DCM单位时间间隔(t)相对应的K(t+1)增量命令参考408与(b)在重采样器434处已经延迟了DCM单位时间间隔(t)之后的K(t+0)累积命令参考相加或求和。
现在参考图5A-5C，以图形方式描绘了输入到命令参考生成模块302的示例性标称命令参考404和由命令参考生成模块302输出的对应累积命令参考406。图5A对应于分布式控制模块104，该分布式控制模块104具有提供DCM单位时间间隔(t)的DCM时钟，该DCM时钟与提供MPU单位时间间隔(u)的MPU时钟同步，使得DCM单位时间间隔(t)与MPU单位时间间隔(u)可具有同步时域。如图所示，MPU单位时间间隔(u)比DCM单位时间间隔(t)长三倍。在图5A所示的示例中，命令参考倒数(K)410已相应地设置为3。结果，命令参考生成模块302提供一系列K(t)累积命令参考406，该系列K(t)累积命令参考406在DCM单位时间间隔(t)的三个间隔上累积，以MPU单位时间间隔(u)的间隔匹配标称命令参考404。
图5B和图5C对应于分布式控制模块104，该分布式控制模块104具有提供DCM单位时间间隔(t)的DCM时钟，该DCM时钟与提供MPU单位时间间隔(u)的MPU时钟异步，使得DCM单位时间间隔(t)和MPU单位时间间隔(u)可具有异步时域。在图5B和5C所示的情况下，MPU单位时间间隔(u)大约比DCM单位时间间隔(t)长三倍，并且命令参考倒数(K)410已设置为3。如图5B所示，MPU单位时间间隔(u)稍微大于三倍DCM单位时间间隔(t)。如图5C所示，MPU单位时间间隔(u)稍微小于三倍DCM单位时间间隔(t)。在这两种情况下，在MPU单位时间间隔(u)的间隔之后的下一个K(t)累积命令参考406可能会延迟DCM单位时间间隔(t)的一部分。例如，这样的延迟可以被接受并且仍然实现本公开的优点，因为该延迟小于MPU单位时间间隔(u)的间隔。替代地，命令参考倒数(K)410可以被设置为非整数值，这可以消除这种异步时域。
现在参考图6，将描述示例性控制逻辑模块304。如图6所示，示例性控制逻辑模块304可以包括可被选择的多个控制机制。作为示例，控制逻辑模块304可包括闭环控制逻辑600的一个或多个变化和/或开环控制逻辑602的一个或多个变化。控制逻辑模块304可以基于任何期望的标准，从闭环控制逻辑600或开环控制逻辑602的一个或多个变化中选择。例如，可以基于来自主处理单元102的输入和/或至少部分基于来自一个或多个传感器212的输入来选择控制逻辑600、602。控制逻辑模块304可以被构造为例如从命令参考生成模块302接收一系列累积命令参考406。使用选择的控制逻辑600、602，控制逻辑模块304可以被构造为确定一系列累积控制命令604。可以至少部分地基于该系列累积命令参考406来确定该系列累积控制命令604。控制逻辑模块304和/或控制命令模块300可以进一步被构造为将该系列累积控制命令604输出到可控部件112。
现在转向图7A-7E，将讨论控制可控部件112的示例性方法700。如图7A所示，示例性方法700可以包括：在框702处，从主处理单元102接收标称命令参考404；在框704处，至少部分地基于标称命令参考404来确定一系列累积命令参考406；并且在框706处，确定用于可控部件112的一系列累积控制命令604。该系列累积控制命令604可以至少部分地基于该系列累积命令参考406。示例性方法700可以另外包括在框708处将该系列累积控制命令604输出到可控部件112。
图7B示出了在框704处至少部分地基于标称命令参考404来确定一系列累积命令参考406的示例性方面。如图所示，在示例性方法700中，框704可以包括在框710处确定命令参考倒数(K)410。在示例性实施例中，(K)可以表示实数，包括整数或非整数值。示例性方法700可以另外包括在框712处确定顺序对应于DMC单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)增量命令参考408，其中(t)代表DMC时钟的时间单位，并且K(t)代表作为(t)的函数的(K)增量。此外，示例性方法可包括在框714处确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)累积命令参考406。可以至少部分地基于该系列K(t)增量命令参考408来确定该系列K(t)累积命令参考406。
图7C示出了在框712处确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)增量命令参考408的示例性方面。如图所示，在示例性方法700中，框712可以包括在框716处通过延迟线412延迟标称命令参考404。延迟线412可以包括一系列(K)单位延迟算子420。该系列(K)单位延迟算子420可被构造为提供一系列K(t)延迟标称命令参考404，其中K(t)延迟标称命令参考404顺序延迟了DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个增量。示例性方法700可以另外包括在框718处，从对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的相应增量的标称命令参考404中顺序减去该系列K(t)延迟标称命令参考404中的相应参考，提供顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)参考差430。在框720处，示例性方法700可以包括顺序将该系列K(t)参考差430中的相应参考差乘以对应于DCM单元时间间隔(t)的(K)增量中的相应增量的命令参考倒数(K)410，提供顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的该系列K(t)增量命令参考408。
图7D示出了在框714处确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)累积命令参考406的示例性实施例。如图所示，在示例性方法700中，框714可以包括在框722处累加顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的该系列K(t)增量命令参考408。该累加可以包括将对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考408与对应于K(t-1)DCM单位时间间隔(t)的K(t-1)增量命令参考408求和。
图7E示出了在框714处确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个的一系列K(t)累积命令参考406的另一示例性实施例。如图7E所示，示例性方法700可以包括在框724处确定对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)累积命令参考406。K(t+0)累积命令参考406可以包括对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考408。示例性方法可以进一步包括，在框726处重采样对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)累积命令参考406，并且在框728处使K(t+0)累积命令参考406延迟DCM单位时间间隔(t)。在框730处，示例性方法700可以包括确定与K(t+1)DCM单位时间间隔(t)相对应的K(t+1)累积命令参考406。K(t+1)累积命令参考406可以包括(a)对应于K(t+1)DCM单位时间间隔(t)的K(t+1)增量命令参考408与(b)被延迟了DCM单位时间间隔(t)之后的K(t+0)累积命令参考406的和。
应当理解，尽管示例性实施例通常被描绘为线性系统，但是应当理解，本公开的范围还涵盖非线性，高阶以及其他更复杂的系统。例如，将理解的是，关于命令参考生成模块302描绘的z变换(例如，用于延迟线模块400中的单位延迟和/或用于累加器模块402中的重采样的z变换)可以使用傅里叶变换的其他方法来实施，所有这些方法都在本公开的范围内。作为另一示例，将理解的是，命令参考生成模块302的操作可以使用其他信号处理技术来实施，其他信号处理技术包括但不限于诸如无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器的递归滤波器。
本公开的方面可以被结合到可以期望分布式控制系统100和/或分布式控制模块104的任何处理，系统或机器中，或者以其他方式与该任何处理，系统或机器一起使用。作为示例，本公开可以用涡轮机(例如涡轮风扇发动机800)来实施。图8提供了根据本公开的示例性实施例的涡轮风扇发动机800的示意截面视图。发动机800可以被结合到运载器(例如飞行器，海上船只或陆地运载器)中。例如，发动机800可以是结合到飞行器中的航空发动机。然而，替代地，发动机可以是用于任何其他合适的运载器的任何其他合适类型的发动机。
对于所示实施例，发动机被构造为高旁路涡轮风扇发动机800。如图8所示，涡轮风扇发动机800限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线801延伸)，径向方向R和周向方向(绕轴向方向A延伸；未在图8中示出)。通常，涡轮风扇发动机800包括风扇区段802和布置在风扇区段802下游的涡轮机804。
所示的示例性涡轮机804通常包括限定环形入口808的基本上管状的外壳806。外壳806以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机810和高压(HP)压缩机812；燃烧区段814；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮816和低压(LP)涡轮818；喷射排气喷嘴区段820。压缩机区段，燃烧区段814和涡轮区段一起至少部分地限定从环形入口808延伸到喷射排气喷嘴区段820的核心空气流动路径821。涡轮风扇发动机还包括一个或多个驱动轴。更具体地，涡轮风扇发动机包括将HP涡轮816驱动地连接至HP压缩机812的高压(HP)轴或线轴822，以及将LP涡轮818驱动地连接至LP压缩机810的低压(LP)轴或线轴824。
对于所示的实施例，风扇区段802包括风扇826，该风扇826具有以间隔开的方式联接至盘830的多个风扇叶片828。风扇叶片828和盘830可通过LP轴824一起绕纵向轴线801旋转。盘830由可旋转的前毂832覆盖，前毂832具有空气动力学轮廓，以促进通过多个风扇叶片828的气流。此外，提供环形风扇壳体或外机舱834，其周向围绕风扇826和/或涡轮机804的至少一部分。机舱834由多个周向间隔开的出口导向轮叶836相对于涡轮机804被支撑。机舱834的下游区段838在涡轮机804的外部分上延伸，以便在它们之间限定旁路气流通道840。
仍然参考图8，涡轮风扇发动机800另外包括燃料输送系统842。燃料输送系统842通常包括燃料源844(例如燃料箱)和一个或多个燃料管线846。一个或多个燃料管线846将通过燃料输送系统842的燃料流提供给涡轮风扇发动机800的涡轮机804的燃烧区段814。燃料输送系统可包括一个或多个可控部件112，例如燃料阀或联接至燃料阀的致动器或伺服致动器。一个或多个传感器212可以可操作地分别联接到一个或多个可控部件112。可以使用分布式控制模块104来控制一个或多个可控部件112，该分布式控制模块104可以通信地联接到分布式控制系统100。例如，一个或多个传感器212可以通信地联接到分布式控制模块104，以便提供闭环控制机制。替代地，分布式控制模块104可以提供开环控制机制。
将理解的是，仅通过示例的方式提供了图8所示的示例性涡扇发动机800。在其他示例性实施例中，任何其他合适的发动机可以与本公开的方面一起使用。例如，在其他实施例中，发动机可以是任何其他合适的燃气涡轮发动机，例如涡轮轴发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮喷气发动机等。以这种方式，将进一步认识到，在其他实施例中，燃气涡轮发动机可具有任何其他合适的构造，例如任何其他合适数量或布置的轴，压缩机，涡轮，风扇等。此外，仍然在替代实施例中，本公开的方面可以结合到任何其他合适类型的燃气涡轮发动机中或以其他方式与任何其他合适类型的燃气涡轮发动机一起使用，任何其他合适类型的燃气涡轮发动机例如是结合到发电系统中的工业燃气涡轮发动机，航海燃气涡轮发动机等任何其他类型的发动机，诸如往复式发动机。
此外，尽管本文未示出，但是在其他实施例中，示例性发动机800可以包括任意数量的分布式控制模块104，该分布式控制模块104被构造为控制发动机800的各种可控部件112，包括可变几何形状部件，其包括可变位置风扇叶片，可变位置导向轮叶，可变位置压缩机叶片和可变位置涡轮叶片。这样的分布式控制模块104可以是单个分布式控制系统100的一部分或多个分布式控制系统100的一部分。
示例性分布式控制系统100可以包括主处理单元102，分布式控制模块104和可控部件112。分布式控制模块104可以根据本公开被构造为：例如从主处理单元102接收标称命令参考404；例如至少部分地基于标称命令参考404来确定一系列累积命令参考406；并至少部分地基于该系列累积命令参考406来确定一系列累积控制命令604。分布式控制模块104可以另外被构造为将该系列累积控制命令604输出到可控部件112。
在一些实施例中，示例性分布式控制系统100可以另外包括传感器212，该传感器212被构造为测量可控部件112的系统变量。例如，传感器212可以包括构造成测量致动器或伺服致动器的位置的位置传感器。分布式控制模块104可以被构造为从传感器212接收传感器反馈，并且在包括该系列累积控制命令604的闭环控制机制中使用传感器反馈。附加地或替代地，分布式控制模块104可以被构造为提供开环控制机制。
分布式控制系统100可以包括任何合适的可控部件112。示例性可控部件112可以包括致动器或伺服致动器，其可以联接至可变几何形状部件。作为示例，可变几何形状部件可以包括燃料阀，可变位置风扇叶片，可变位置导向轮叶，可变位置压缩机叶片或可变位置涡轮叶片。
本公开的方面也可以在计算机可读介质中实施。示例性计算机可读介质可以包括根据本公开构造的计算机可执行指令310。例如，计算机可执行指令310在由分布式控制模块104的一个或多个处理器306执行时，可以使分布式控制模块104：从主处理单元102接收标称命令参考404；至少部分地基于标称命令参考404来确定一系列累积命令参考406；并至少部分地基于该系列累积命令参考406来确定一系列累积控制命令604。示例性计算机可执行指令310可以另外被构造为使分布式控制模块104将该系列累积控制命令604输出到可控部件112。示例性计算机可读介质可以被结合到例如用于涡轮机或涡轮风扇发动机800和/或飞行器的FADEC系统或ECU中、或与该FADEC系统或ECU一起使用。
该书面描述使用示例性实施例来描述本公开的主题，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践这种主题，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何结合的方法。本公开的主题的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种控制可控部件(112)的方法，所述方法包括：从主处理单元(102)接收标称命令参考(404)；至少部分地基于所述标称命令参考(404)来确定一系列累积命令参考(406)；和将一系列累积控制命令(604)输出到可控部件(112)，所述一系列累积控制命令(604)至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)。
2.根据任何在前条项的方法，其中确定所述一系列累积命令参考(406)包括：确定命令参考倒数(K)，其中(K)代表实数；确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个增量的一系列K(t)增量命令参考(408)，其中(t)代表DMC时钟的时间单位，并且其中，K(t)表示作为(t)的函数的(K)增量；和确定顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的一系列K(t)累积命令参考(406)，所述一系列K(t)累积命令参考(406)至少部分地基于所述一系列K(t)增量命令参考(408)来确定。
3.根据任何在前条项的方法，其中确定所述一系列K(t)增量命令参考(408)包括：通过延迟线(412)延迟所述标称命令参考(404)，所述延迟线(412)包括一系列(K)单位延迟算子(420)，所述一系列(K)单位延迟算子(420)被构造为提供一系列K(t)延迟标称命令参考(404)，所述K(t)延迟标称命令参考(404)被顺序延迟所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量；从对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的相应增量的所述标称命令参考(404)中顺序减去所述一系列K(t)延迟标称命令参考(404)中的相应延迟标称命令参考，提供顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的一系列K(t)参考差(430)；和将所述一系列K(t)参考差(430)中的相应参考差与对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的相应增量的所述命令参考倒数(K)顺序相乘，提供顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的所述一系列K(t)增量命令参考(408)。
4.根据任何在前条项的方法，其中确定所述一系列K(t)累积命令参考(406)包括：累加顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的所述一系列K(t)增量命令参考(408)，所述累加包括将对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考(408)与对应于K(t-1)DCM单位时间间隔(t)的K(t-1)增量命令参考(408)求和。
5.根据任何在前条项的方法，其中确定所述一系列K(t)累积命令参考(406)包括：确定对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)累积命令参考(406)，所述K(t+0)累积命令参考(406)包括对应于所述K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的所述K(t+0)增量命令参考(408)；和确定对应于K(t+1)DCM单位时间间隔(t)的K(t+1)累积命令参考(406)，所述K(t+1)累积命令参考(406)包括对应于K(t+1)DCM单位时间间隔(t)的K(t+1)增量命令参考(408)与已被延迟所述DCM单位时间间隔(t)之后的所述K(t+0)累积命令参考(406)的和。
6.根据任何在前条项的方法，包括：重采样对应于所述K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的所述K(t+0)累积命令参考(406)；和使所述K(t+0)累积命令参考(406)延迟所述DCM单位时间间隔(t)。
7.根据任何在前条项的方法，包括至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)来确定所述一系列累积控制命令(604)。
8.根据任何在前条项的方法，其中，所述标称命令参考(404)包括来自主处理单元(102)的MPU命令参考除以所述命令参考倒数(K)。
9.根据任何在前条项的方法，其中，所述主处理单元(102)根据MPU单位时间间隔(u)来传输所述MPU命令参考，其中，(u)表示MPU时钟的时间单位，并且其中，所述MPU单位时间间隔(u)超过所述DCM单位时间间隔(t)。
10.根据任何在前条项的方法，其中，所述DCM单位时间间隔(t)和所述MPU单位时间间隔(u)可以具有同步时域或异步时域。
11.根据任何在前条项的方法，包括：确定所述命令参考倒数(K)，使得所述DCM单位时间间隔(t)与所述命令参考倒数(K)的乘积与所述MPU单位时间间隔(u)成比例，以在所述DCM单位时间间隔(t)的一个单位内。
12.根据任何在前条项的方法，其中：所述DCM单位时间间隔(t)的(K)增量以小于所述DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过所述MPU单位时间间隔(u)的一个增量；或所述MPU单位时间间隔(u)的一个增量以小于所述DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过所述DCM单位时间间隔(t)的(K)增量。
13.根据任何在前条项的方法，包括：从传感器(212)接收传感器(212)反馈，所述传感器(212)被构造为测量所述可控部件(112)的系统变量；和在包括所述一系列累积控制命令(604)的闭环控制机制中使用所述传感器(212)反馈。
14.根据任何在前条项的方法，其中，所述可控部件(112)包括联接至可变几何形状部件的致动器或伺服致动器，并且其中，所述传感器(212)包括构造为测量所述致动器或伺服致动器的位置的位置传感器(212)。
15.根据任何在前条项的方法，其中，所述可变几何形状部件包括燃料阀、可变位置风扇(826)叶片、可变位置导向轮叶、可变位置压缩机(810)叶片、或可变位置涡轮(816)叶片。
16.一种分布式控制系统(100)，包括：主处理单元(102)，分布式控制模块(104)和可控部件(112)，所述分布式控制模块(104)构造为：从所述主处理单元(102)接收标称命令参考(404)；至少部分地基于所述标称命令参考(404)来确定一系列累积命令参考(406)；和将一系列累积控制命令(604)输出到所述可控部件(112)，所述一系列累积控制命令(604)至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)。
17.根据任何在前条项的分布式控制系统(100)，包括：传感器(212)，所述传感器(212)构造为测量所述可控部件(112)的系统变量，所述传感器(212)包括构造为测量致动器或伺服致动器的位置的位置传感器(212)；其中，所述分布式控制模块(104)被构造为：从所述传感器(212)接收传感器(212)反馈；和在包括所述一系列累积控制命令(604)的闭环控制机制中使用所述传感器(212)反馈。
18.根据任何在前条项的分布式控制系统(100)，其中，所述可控部件(112)包括联接至可变几何形状部件的致动器或伺服致动器，所述可变几何形状部件包括：燃料阀、可变位置风扇(826)叶片、可变位置导向轮叶、可变位置压缩机(810)叶片或可变位置涡轮(816)叶片。
19.一种计算机可读介质，包括计算机可执行指令(310)，当所述计算机可执行指令(310)由分布式控制模块(104)的一个或多个处理器(306)执行时，使所述分布式控制模块(104)：从所述主处理单元(102)接收标称命令参考(404)；至少部分地基于所述标称命令参考(404)来确定一系列累积命令参考(406)；和将一系列累积控制命令(604)输出到所述可控部件(112)，所述一系列累积控制命令(604)至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)。
20.根据任何在前条项的计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质被结合到用于涡轮机(800)和/或飞行器的全权限直接发动机(800)控制(FADEC)系统或发动机(800)控制单元(ECU)中，或与所述全权限直接发动机(800)控制(FADEC)系统或所述发动机(800)控制单元(ECU)一起使用。

Claims (19)

1.一种控制可控部件(112)的方法，其特征在于，所述方法包括：
从主处理单元(102)接收标称命令参考(404)；
至少部分地基于所述标称命令参考(404)来确定一系列累积命令参考(406)；和
将一系列累积控制命令(604)输出到可控部件(112)，所述一系列累积控制命令(604)至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)；
其中确定所述一系列累积命令参考(406)包括：
确定命令参考倒数(K)，其中所述命令参考倒数(K)代表实数；
确定顺序对应于DCM单位时间间隔(t)的(K)增量中的一个增量的一系列K(t)增量命令参考(408)，其中所述DCM单位时间间隔(t)代表DMC时钟的时间单位，并且其中，所述一系列K(t)增量命令参考表示作为所述DCM单位时间间隔(t)的函数的所述(K)增量；和
确定顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的一系列K(t)累积命令参考(406)，所述一系列K(t)累积命令参考(406)至少部分地基于所述一系列K(t)增量命令参考(408)来确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中确定所述一系列K(t)增量命令参考(408)包括：
通过延迟线(412)延迟所述标称命令参考(404)，所述延迟线(412)包括一系列(K)单位延迟算子(420)，所述一系列(K)单位延迟算子(420)被构造为提供一系列K(t)延迟标称命令参考(404)，所述K(t)延迟标称命令参考(404)被顺序延迟所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量；
从对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的相应增量的所述标称命令参考(404)中顺序减去所述一系列K(t)延迟标称命令参考(404)中的相应延迟标称命令参考，提供顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的一系列K(t)参考差(430)；和
将所述一系列K(t)参考差(430)中的相应参考差与对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的相应增量的所述命令参考倒数(K)顺序相乘，提供顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的所述一系列K(t)增量命令参考(408)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中确定所述一系列K(t)累积命令参考(406)包括：
累加顺序对应于所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量中的一个增量的所述一系列K(t)增量命令参考(408)，所述累加包括将对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考(408)与对应于K(t-1)DCM单位时间间隔(t)的K(t-1)增量命令参考(408)求和。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中确定所述一系列K(t)累积命令参考(406)包括：
确定对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)累积命令参考(406)，所述K(t+0)累积命令参考(406)包括对应于K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的K(t+0)增量命令参考(408)；和
确定对应于K(t+1)DCM单位时间间隔(t)的K(t+1)累积命令参考(406)，所述K(t+1)累积命令参考(406)包括对应于所述K(t+1)DCM单位时间间隔(t)的K(t+1)增量命令参考(408)与已被延迟所述DCM单位时间间隔(t)之后的所述K(t+0)累积命令参考(406)的和。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：
重采样对应于所述K(t+0)DCM单位时间间隔(t+0)的所述K(t+0)累积命令参考(406)；和
使所述K(t+0)累积命令参考(406)延迟所述DCM单位时间间隔(t)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括
至少部分地基于所述一系列累积命令参考(406)来确定所述一系列累积控制命令(604)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述标称命令参考(404)包括来自主处理单元(102)的MPU命令参考除以所述命令参考倒数(K)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，所述主处理单元(102)根据MPU单位时间间隔(u)来传输所述MPU命令参考，其中，所述MPU单位时间间隔(u)表示MPU时钟的时间单位，并且其中，所述MPU单位时间间隔(u)超过所述DCM单位时间间隔(t)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，所述DCM单位时间间隔(t)和所述MPU单位时间间隔(u)可以具有同步时域或异步时域。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：
确定所述命令参考倒数(K)，使得所述DCM单位时间间隔(t)与所述命令参考倒数(K)的乘积与所述MPU单位时间间隔(u)成比例，以在所述DCM单位时间间隔(t)的一个单位内。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中：
所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量以小于所述DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过所述MPU单位时间间隔(u)的一个增量；或
所述MPU单位时间间隔(u)的一个增量以小于所述DCM单位时间间隔(t)的一个增量超过所述DCM单位时间间隔(t)的所述(K)增量。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
从传感器(212)接收传感器(212)反馈，所述传感器(212)被构造为测量所述可控部件(112)的系统变量；和
在包括所述一系列累积控制命令(604)的闭环控制机制中使用所述传感器(212)反馈。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，其中，所述可控部件(112)包括联接至可变几何形状部件的致动器或伺服致动器，并且其中，所述传感器(212)包括构造为测量所述致动器或所述伺服致动器的位置的位置传感器(212)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，其中，所述可变几何形状部件包括燃料阀、可变位置风扇(826)叶片、可变位置导向轮叶、可变位置压缩机(810)叶片、或可变位置涡轮(816)叶片。
15.一种分布式控制系统(100)，其特征在于，包括：
主处理单元(102)，分布式控制模块(104)和可控部件(112)，所述分布式控制模块(104)构造为执行根据权利要求1所述的方法。
16.根据权利要求15所述的分布式控制系统(100)，其特征在于，包括：
传感器(212)，所述传感器(212)构造为测量所述可控部件(112)的系统变量，所述传感器(212)包括构造为测量致动器或伺服致动器的位置的位置传感器(212)；
其中，所述分布式控制模块(104)被构造为：
从所述传感器(212)接收传感器(212)反馈；和
在包括所述一系列累积控制命令(604)的闭环控制机制中使用所述传感器(212)反馈。
17.根据权利要求16所述的分布式控制系统(100)，其特征在于，其中，所述可控部件(112)包括联接至可变几何形状部件的所述致动器或所述伺服致动器，所述可变几何形状部件包括：
燃料阀、可变位置风扇(826)叶片、可变位置导向轮叶、可变位置压缩机(810)叶片或可变位置涡轮(816)叶片。
18.一种计算机可读介质，其特征在于，包括计算机可执行指令(310)，当所述计算机可执行指令(310)由分布式控制模块(104)的一个或多个处理器(306)执行时，使所述分布式控制模块(104)执行根据权利要求1所述的方法。
19.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其特征在于，其中，所述计算机可读介质被结合到用于涡轮机(800)和/或飞行器的全权限直接发动机(800)控制(FADEC)系统或发动机(800)控制单元(ECU)中，或与所述全权限直接发动机(800)控制(FADEC)系统或所述发动机(800)控制单元(ECU)一起使用。
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