CN111936384B - 涡轮螺旋桨发动机的电子控制系统及其控制方法 - Google Patents

涡轮螺旋桨发动机的电子控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

具有燃气涡轮(20)和联接至燃气涡轮(20)的螺旋桨组件(13)的涡轮螺旋桨发动机(12)的电子控制系统(30)基于飞行员输入请求，经由被设计为调节螺旋桨组件(13)的螺旋桨叶片(2)的螺距角(β)的致动组件(29)的驱动量(IP)的产生来控制螺旋桨操作。控制系统(30)设想：螺旋桨速度调节器(39)，在其输入处接收螺旋桨速度误差(ep)，该误差指示螺旋桨速度测量值(Nr)与螺旋桨速度需求(Nrref)之间的差，并且根据螺旋桨速度误差(ep)在其输出端产生第一控制量(Out1)；螺旋桨螺距调节器(42)，在其输入端接收螺旋桨螺距误差(eβ)，该误差指示螺旋桨螺距需求(βref)与螺距位置测量值(βfbk)之间的差，并且基于螺旋桨螺距误差(eβ)，在其输出处产生第二控制量(Out2)；和优先级选择级(45)，构造成在第一控制量和第二控制量之间实现优先级选择，用于基于第一控制量和第二控制量之间的优先级选择在输出处提供驱动量(IP)。

Description

涡轮螺旋桨发动机的电子控制系统及其控制方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年3月23日提交的欧洲专利申请No.18425017.3的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本解决方案涉及用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机的组合的螺旋桨速度和螺旋桨螺距控制的系统和方法。
背景技术
众所周知，涡轮螺旋桨发动机包括燃气涡轮和通过齿轮箱组件联接至燃气涡轮的螺旋桨组件。
已知飞行器解决方案，其中飞行员使用单个输入设备(动力杆或油门杆)来输入发动机动力(扭矩或推力)要求；同样的动力杆也用于确定螺旋桨速度或螺距控制要求。
考虑到操作和环境条件以及由动力杆的位置确定的动力要求，由例如全权限数字发动机控制器(FADEC)的电子控制系统实现的螺旋桨控制通常基于对螺旋桨速度和螺旋桨螺距参考值的闭环跟踪。控制动作的输出通常是驱动量，例如电流，其被供应到涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨致动组件(例如，伺服阀)，以控制螺旋桨叶片的可变螺距。
在螺旋桨系统中，可变螺距是指使螺旋桨叶片的迎角迎风或逆风，以控制动力的产生或吸收(调节推力)。取决于迎角，推力可以沿前向方向(在启动，起飞和飞行状态下)或后向方向(在着陆后或在地面操纵过程中使推力和制动反向)产生。
图1示意性地示出了用1表示的飞行器动力杆可以采取的位置以及示例性螺旋桨叶片2的对应螺距位置。
螺距可限定为在螺旋桨叶片2的前缘3a和后缘3b之间延伸的弦3与螺旋桨叶片2可绕其旋转的方向R之间的角度β。
特别是，将动力杆可能的位置划分为第一范围(表示为“Alpha范围”(具有对应的Alpha操作模式))和不同于第一范围的第二范围(表示为“Beta范围”(具有对应的Beta操作模式)。
在涡轮螺旋桨发动机中，Alpha范围是空转和最大起飞(对应最大向前请求)之间的动力杆位置的范围；Alpha模式是飞行期间唯一允许的操作模式。当动力杆位置处于或高于空转位置时，Alpha范围用于飞行操作和地面操作。
在Alpha范围内，动力杆位置总是确定正向或前向推力，螺距角从最小空转位置直到最大或顺桨(feather)位置(例如，螺距角β等于89°)。如图1所示，顺桨位置在空气阻力最小的情况下提供零推力，并且如果发动机在飞行中关闭或螺旋桨克服超速阈值，则使用顺桨位置。
当处于Alpha模式时，动力杆1为电子控制系统设置螺旋桨速度需求，这将向螺旋桨致动组件提供电流，直到螺旋桨速度测量值达到螺旋桨速度需求为止。在假设典型的飞行器任务的情况下，根据制定为使螺旋桨尽可能接近最佳操作点操作的预定计划，该螺旋桨速度需求是动力杆角度位置的函数。
在涡轮螺旋桨发动机中，Beta范围是空转和最大反向之间的动力杆位置的范围；仅当飞行器在地面上时才允许使用。特别地，Beta范围用于地面操作，包括着陆后放慢飞行器速度。
当启动涡轮螺旋桨发动机并处于空转状态时，螺距将从空转位置到地面精细位置(零螺距角β，对应于零推力和最大空气阻力)呈现正值(产生正向或前向推力)；而且该位置范围也被认为是Beta范围的一部分，且仅在地面上使用。
通过将动力杆1从空转位置移向最大反向，螺旋桨叶片进入反向螺距，将气流从螺旋桨向前引导；这有助于降低着陆滚转期间的飞行器速度，还允许有意地使飞行器向后移动。
当处于Beta模式(即，低于空转)时，动力杆位置指示电子控制系统的螺距角需求，这将向螺旋桨致动组件供应电流，直到螺距角测量值达到螺距角需求为止。
如上所述，当处于Alpha模式时，电子控制系统驱动螺距致动器组件以实现螺旋桨速度需求。如果实际螺旋桨速度无法达到速度需求，因为发动机产生的动力不足，则控制系统会将螺距移至空转位置以下，因为Alpha模式不控制叶片螺距的位置；如果在飞行过程中发生，可能会非常危险。
为了避免这种情况，螺旋桨致动组件配备了称为“液压锁”的安全被动装置，其目的是在飞行操作期间将螺旋桨螺距限制在最小空转位置，即，所谓的“最小飞行螺距(MFP)”。不管螺旋桨控制系统如何控制螺距，如果接合了液压锁，螺距将永远不会低于MFP值。
在起飞或飞行操作期间以低于MFP的螺距运行螺旋桨确实被认为是危险/灾难性的，因为这可能会导致螺旋桨超速和过大的阻力，从而导致无法控制飞行器(在双引擎应用中尤其如此)。
在大多数已知的涡轮螺旋桨发动机中，无论是在飞行操作状态还是在地面操作(例如滑行和保持)期间，只有单个发动机空转设定可用，最小螺旋桨螺距为MFP值。
但是，MFP的空转设定通常会提供比地面操作所需的推力更大的推力，从而增加制动器的使用和燃料消耗，并导致飞行员工作量大。
通常，如果螺旋桨能够在MFP设定以下进行操作，则从飞行员的工作量和效率的角度出发，可以优化例如滑行和保持的空转时的地面操作。
为了解决该问题，以本申请人的名义于2017年7月28日提交的欧洲专利申请17425083.7公开了一种螺旋桨控制系统，其中，在地面操作期间，可以通过控制动作将螺旋桨螺距限制为“最小地面螺距(MGP)”值，其低于MFP值，其中液压锁脱离。特别地，取决于飞行或地面操作条件来选择MGP或MFP值，如通过合适的传感器，例如WoW(车轮重量)传感器所确定的。
上述专利申请中公开的解决方案有利地允许改善飞行器的地面操作，在避开带中减轻螺旋桨的操作，改善燃料消耗并总体上改善飞行器和涡轮螺旋桨发动机的操作。
然而，上述专利申请没有详细公开电子控制系统如何能够在螺旋桨速度和螺旋桨螺距控制中管理MGP和MFP值。
此外，本申请人已经认识到，已知的控制解决方案在控制两个不同的操作模式，即Alpha模式和Beta模式，特别是从相同的两个操作模式的过渡中，并不是完全令人满意的。
特别地，一种已知的控制解决方案设想了两个不同的控制回路，一个用于基于螺旋桨速度需求来控制螺旋桨速度，另一个用于基于螺距角需求来控制螺旋桨螺距角；根据Alpha或Beta操作模式，由控制选择开关交替选择两个控制回路的输出。该控制解决方案的缺点是需要复杂的对齐算法来对齐两个控制回路，以便在两个操作模式之间进行平滑且“无扰动”的过渡。
另一种已知的控制解决方案设想了级联两个不同的控制回路，一个用于基于螺旋桨速度需求控制螺旋桨速度，另一个用于基于螺距角需求控制螺旋桨螺距。这种另外的解决方案的缺点在于，只有在提供螺距角的测量值的螺距角传感器始终可用且可操作的情况下，控制动作才可以进行操作。如果在飞行过程中螺距角传感器出现故障，则电子控制系统将无法操作。
发明内容
本解决方案的目的是提供一种用于涡轮螺旋桨发动机的改进的控制解决方案，从而能够解决上述已知控制解决方案的缺点。
因此，根据本解决方案，提供了以下用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机的组合的螺旋桨速度和螺旋桨螺距控制的控制系统和控制方法。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在参考附图，仅作为非限制性示例来描述其优选实施例，其中：
图1是确定发动机动力要求的输入动力杆的角位置范围和对应的叶片螺距位置的示意图；
图2是设置有涡轮螺旋桨发动机的飞行器的立体图；
图3是飞行器的涡轮螺旋桨发动机的示意性框图；
图4是螺旋桨Alpha和Beta操作模式的示意图；
图5是根据本公开的实施例的涡轮螺旋桨发动机的控制系统的示意性框图；和
图6是图5的控制系统中的螺距参考发生器的示意性框图。
具体实施方式
图2示出了示例性飞行器10的立体图，该飞行器10设置有涡轮螺旋桨发动机12；在图2中仅可见涡轮螺旋桨发动机12的螺旋桨组件13。
飞行器10包括限定了驾驶舱15的机身14；在驾驶舱15内设置有再次用1表示的单个操作者操纵的输入设备(动力杆或油门杆)，以及具有显示器18的仪表控制面板17。参照图1，由动力杆1限定的操作范围基本上对应于以上讨论的范围。
螺旋桨组件13包括毂19和再次用2表示的多个叶片，多个叶片从毂19向外延伸。涡轮螺旋桨发动机12的燃气涡轮(这里未示出)产生动力并传输动力以驱动螺旋桨组件13的旋转，从而产生用于飞行器10的推力。
如图3示意性所示，涡轮螺旋桨发动机12的燃气涡轮(此处用20表示)通常包括：
轴向/离心压缩机22，联接到进气口23；
高压涡轮24，所谓的“燃气发生器”，经由燃气发生器轴25联接至轴向/离心压缩机22；和
低压涡轮26，所谓的“动力涡轮”，与燃气发生器轴25机械地分离并且由热气体膨胀驱动。
螺旋桨组件13经由螺旋桨轴27和齿轮箱28联接至燃气涡轮发动机20。
更具体地，齿轮箱28可包括第一齿轮28a和与第一齿轮28a啮合的第二齿轮28b。第一齿轮28a可以连接至螺旋桨轴27，继而联接至螺旋桨组件13的毂19，并且第二齿轮28b可以连接至动力涡涡轮轴27'，进而联接至低压涡轮26。在操作期间，齿轮箱28可以降低动力涡轮轴27'的转速，使得螺旋桨轴27的转速可以小于动力涡轮轴27'的转速。
致动组件29联接至螺旋桨组件13，以确定螺旋桨叶片2的可变螺距角β的值。
涡轮螺旋桨发动机12由电子控制系统30(在图3中示意性地示出)管理，该电子控制系统30包括电子处理单元(例如，微处理器，微控制器或类似的处理单元)，该电子处理单元设有存储适当的软件指令的非易失性存储器，以便实施发动机控制策略，从而满足源于操作者操纵的动力杆1的输入动力要求。电子控制系统30可以限定全权限数字发动机控制器(FADEC)，发动机控制单元(ECU)，电子发动机控制(EEC)，螺旋桨电子控制单元(PEC)中的一个或多个，并且被构造为如下所述，为致动组件29提供驱动量，以调节螺旋桨叶片2的可变螺距角β。
如以下将更详细地讨论的，根据本解决方案的特定方面，电子控制系统30提供组合的控制解决方案，以同时控制螺旋桨速度和螺旋桨螺距，还允许在某些操作条件下将最小螺距值限制为所需的MGP值或低于MFP值。
如图4所示，在这种情况下，MGP值定义了从Beta范围和Alpha范围的过渡，并表示发动机启动过程中和地面空转时的最小螺距的值。高于MGP值的MFP值仍由液压锁设定，并且代表飞行操作期间的最小螺距的值。
参考图5，现在更详细地讨论根据本解决方案的实施例的涡轮螺旋桨发动机12的电子控制系统30的实现方式。
电子控制系统30包括：
第一参考发生器36，包括第一调度器37，第一调度器37被构造为接收指示操作者操纵的动力杆1的定位角的杆角信号LA，并根据表征涡轮螺旋桨发动机操作的预设计划(例如，由制造商提供并存储在电子控制系统30的处理单元的非易失性存储器中)，确定与动力杆1的定位角对应的螺旋桨速度需求Nrref的值。
第一加法器块38，在第一(负或减法)输入处接收螺旋桨速度需求Nrref，且在第二(正或求和)输入处接收螺旋桨速度Nr的测量值，该测量值由联接至涡轮螺旋桨发动机12的合适的传感器测得(在可能的实施例中，螺旋桨速度Nr的测量值对应于动力涡轮轴27'的转速)，并且根据螺旋桨速度测量值Nr和螺旋桨速度需求Nrref之间的减法，在输出处提供螺旋桨速度误差ep；和
螺旋桨速度调节器39，在其输入处接收螺旋桨速度误差ep，并且基于旨在最小化相同的螺旋桨速度误差ep的调节方案，在其输出处产生第一输出量Out1，例如电流。
此外，电子控制系统30包括：
第二参考发生器40，被构造为接收也指示输入动力要求的信号LA，并确定螺旋桨螺距需求βref的值；
第二加法器块41，在第一(正或求和)输入处接收螺旋桨螺距需求βref，且在第二(负或减法)输入处接收螺距位置测量值βfbk，即由联接到涡轮螺旋桨发动机12的合适的角度传感器测得的螺距角，并且根据螺旋桨螺距需求βref与螺距位置测量值βfbk之间的减法，在输出处提供螺旋桨螺距误差eβ；和
螺旋桨螺距调节器42，在其输入处接收螺旋桨螺距误差eβ，并且基于旨在最小化相同的螺旋桨螺距误差eβ的调节方案，在其输出处产生第二输出量Out2，例如电流。
此外，电子控制系统30包括优先级选择级45，该优先级选择级45联接至螺旋桨速度调节器39和螺旋桨螺距调节器42的输出，以接收第一输出量Out1和第二输出量Out2，并且被构造为基于第一输出量Out1或第二输出量Out2并经由致动驱动器46实施优先级选择方案，以在输出处提供要供给至涡轮螺旋桨发动机12的致动组件29(特别是致动组件29的一体伺服阀)的致动器驱动量Ip，例如电流，以控制螺旋桨叶片2的螺距角β。
在所讨论的实施例中，优先级选择级45在第一输出量Out1和第二输出量Out2之间实现最大选择，从而将第一输出量Out1和第二输出量Out2之间的较大者提供给致动驱动器46以产生致动器驱动量Ip。在这种情况下，当正致动器驱动量IP被提供给致动组件29时，正致动器驱动量IP确定螺距角β的增大。
现在参考图6更详细地讨论提供螺旋桨螺距需求βref的第二参考发生器40的可能实施例。
第二参考发生器40包括：
第二调度器44，构造为接收指示动力杆1的位置的信号LA，并确定与动力杆1的定位角相对应的螺距角β的第一参考值βref1；
第一开关选择器46，其第一切换输入联接到第二调度器44并接收第一参考值βref1，第二切换输入接收MGP值，并且取决于动力杆1的位置低于空转(即，指示Beta操作模式)还是高于空转，在输出处提供第一参考值βref1或MGP值，作为第二参考值βref2；和
第二开关选择器48，其相应的第一切换输入联接到第一开关选择器46的开关输出，并接收第二参考值βref2(因此，当动力杆1处于空转位置或处于较高的值时等于MGP值)，第二切换输入接收顺桨位置值，并基于顺桨命令(例如在起飞过程中发动机故障或拒绝着陆的情况下，指示请求向顺桨位置进行快速螺距调节的顺桨请求)，在第二输出处提供第二参考值βref2或顺桨位置值，作为螺旋桨螺距需求βref。特别地，当顺桨命令指示顺桨请求时，螺旋桨螺距需求βref对应于顺桨位置值；否则，螺旋桨螺距需求βref对应于第二参考值βref2。
现在参考各种发动机操作状况更详细地讨论电子控制系统30的操作以及分别用于螺旋桨速度和螺旋桨螺距控制的第一和第二闭环控制之间的对应优先级选择。
发动机开始空转
当涡轮螺旋桨发动机12关闭时，螺旋桨螺距处于顺桨位置(由于螺旋桨液压回路的操作)。当涡轮螺旋桨发动机12在地面上开启然后达到空转状态时，螺旋桨速度Nr低于螺旋桨速度需求Nrref，因为发动机动力不足以使动力涡轮以标称速度移动。在这种情况下，螺旋桨速度误差ep为负；螺旋桨螺距误差eβ也为负，因为螺距位置测量值βfbk高于由第二参考发生器40提供的螺旋桨螺距需求βref(等于MGP值)。
因此，由螺旋桨速度调节器39和螺旋桨螺距调节器42分别提供的第一输出量Out1和第二输出量Out2均为负，从而使得致动器驱动量IP也为负；因此，螺距将发生变化，从而使其位置从顺桨位置向MGP值降低。
当达到MGP值时，螺旋桨螺距误差eβ为零，而螺旋桨速度误差ep仍为负，因为螺旋桨速度Nr继续低于螺旋桨速度需求Nrref(由于低动力状态)；因此，螺旋桨速度调节器39的输出(第一输出量Out1)为负。
因此，根据需要，实现最大选择的优先级选择级45在这种情况下选择了螺旋桨螺距调节器42的输出(第二输出量Out2)，并且控制系统30以Beta模式操作。
发动机高于空转
当涡轮螺旋桨发动机12产生动力时(例如，由于起飞请求)，螺旋桨速度Nr增加，从而逐渐减小负螺旋桨速度误差ep；当螺旋桨速度Nr超过螺旋桨速度需求Nrref时，螺旋桨速度误差ep为正，而螺旋桨螺距误差eβ仍为零(螺距位置仍为MGP值)。从这一刻起，由于螺旋桨速度调节器39的输出，螺距开始增加其位置(因为第一输出量Out1高于第二输出量Out2)。在稳定状态下，螺旋桨速度误差ep将为零，而螺旋桨螺距误差eβ将为负。
因此，根据需要，优先级选择级45选择螺旋桨速度调节器39的输出(第一输出量Out1)，并且螺旋桨控制以Alpha模式操作。
发动机在飞行空转时(MFP)
在这种情况下，最小的螺距位置(MFP值)由接合的液压锁确保。当螺旋桨速度Nr超过螺旋桨速度需求Nrref时，螺旋桨控制开始按上述讨论的进行操作(发动机高于空转)。
顺桨命令
在顺桨命令(仅当螺距位置高于MGP值时才可以启用)的情况下，由第二参考发生器40提供的螺旋桨螺距需求βref将从MGP值变为顺桨位置值(即，变为由电子控制系统30控制的最大螺距位置)。
在这种情况下，实现最大选择的优先级选择级45确保将到达顺桨位置，因为螺旋桨螺距误差eβ为正，直到螺距到达顺桨位置。在该过渡期间，螺旋桨速度Nr减小(由于螺距位置的增加)，因此螺旋桨速度误差ep变为负(螺旋桨速度Nr低于螺旋桨速度需求Nrref)。
反向状态
电子控制系统30仅在地面上且动力低时才允许从前向状态转换为反向状态；在这种情况下，位置螺距为MGP值。
当动力杆1的位置低于空转位置时(例如，在地面精细或最大反向时)，螺旋桨操作处于Beta模式；因此，第二参考发生器40提供的螺旋桨螺距需求βref的值取决于动力杆1的位置。在这种反向模式下，将螺旋桨速度需求Nrref强制设置为非常高的值，并且螺旋桨速度误差ep始终为负。
因此，如预期的，由于螺旋桨速度调节器39的输出(第一输出量Out1)为负，所以实现最大选择的优先级选择级45在这种情况下选择螺旋桨螺距调节器42的输出(第二输出量Out2)，并且控制系统30以Beta模式操作。
基于以上所述，优先级选择级45因此被构造为，当螺旋桨速度误差ep为正而螺旋桨螺距误差eβ为负时，选择螺旋桨速度调节器39的输出处的第一输出量Out1。当螺旋桨速度Nr超过螺旋桨速度需求Nrref(ep＝Nr-Nrref>0)时，可以验证这种情况。正的螺旋桨速度误差ep将产生螺距位置增加，因此螺旋桨螺距误差eβ将变为负，因为螺旋桨螺距需求βref在Alpha模式下是恒定的(eβ＝βref-β<0)。
在这种情况下，电子控制系统30自动调节螺距以维持螺旋桨速度需求Nrref。
通常仅在动力降低之后(通常，在陆上进近条件下发动机已经处于空转状态)并且车轮传感器(或相应传感器)的重量声明飞行器10在地面上之后，才能启用Beta模式。在这种情况下，螺旋桨速度误差ep将为负，如Nr<<Nrref。该负误差将减小螺距位置，直到βref＝β，从而使eβ＝0且ep<0。
从这一刻起，实现最大选择的优先级选择级45选择螺旋桨螺距调节器42的输出(第二输出量Out2)。当动力杆1在地面上处于低于空转的位置时(反向模式)，螺旋桨速度误差ep将比螺旋桨螺距误差eβ更负(这种情况将得到保证，迫使螺旋桨速度需求Nrref达到最大可能值)；这意味着在螺旋桨螺距调节器42的输出处的第二输出量Out2将总是以反向模式选择。在反向模式下，螺旋桨速度Nr将随动力的增加而增加，但会受到燃料调节器的限制。
根据本解决方案的另一方面，螺旋桨速度调节器39和螺旋桨螺距调节器42均包括相应的超前补偿器。
超前补偿器可根据如下的传递函数实现比例增益K和传统超前/滞后函数：
其中τz>τp，τz表示零，τp表示传递函数的极点。
超前/滞后函数改善了频率响应，增加了带宽；在建立时间内，超前动作还减少过冲和输出响应的振荡。
从前面的讨论中可以清楚地看出本解决方案的优点。
特别是，再次强调指出的是，本解决方案同时共同提供了螺旋桨速度和螺旋桨螺距角的有效组合控制，同时还允许通过软件将最小螺距值限制在所需的MGP值，低于MFP值。
所提出的控制解决方案提供了增加的可靠性，因为在飞行过程中螺旋桨速度控制不需要在海拔高度上进行螺距测量。如果螺距位置测量出现故障，则将禁用螺距控制，并通过液压锁确保最小螺距MFP值。
而且，由于优先级选择级45的操作，所提出的控制解决方案在地面操作时在速度控制(由螺旋桨速度调节器39实现)和螺距控制(由螺旋桨螺距调节器42实现)之间提供了平稳的过渡。
此外，所提出的解决方案允许相对于顺桨功能的应用实现增加的安全性。
最后，很明显，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明范围的前提下，可以对这里所描述和说明的内容进行修改和变化。
特别地，要强调的是，尽管通常应用于固定翼飞行器，但是本公开可以进一步应用于旋翼飞行器，倾转旋翼飞行器或包括变螺距螺旋桨组件和联接至飞行器的燃气发生器的其他装置。

Claims (16)

1.一种用于涡轮螺旋桨发动机(12)的电子控制系统(30)，其特征在于，所述涡轮螺旋桨发动机(12)具有燃气涡轮(20)和联接至所述燃气涡轮(20)的螺旋桨组件(13)，所述控制系统(30)构造成基于驾驶员输入请求，经由被设计为调节所述螺旋桨组件(13)的螺旋桨叶片(2)的螺距角β的致动组件(29)的驱动量IP的产生来控制螺旋桨操作，并且包括：
螺旋桨速度调节器(39)，所述螺旋桨速度调节器(39)构造成在其输入处接收螺旋桨速度误差ep，并且基于所述螺旋桨速度误差ep，在其输出处产生第一控制量Out1，所述螺旋桨速度误差ep指示螺旋桨速度测量值Nr与螺旋桨速度需求Nrref之间的差；
螺旋桨螺距调节器(42)，所述螺旋桨螺距调节器(42)构造成在其输入处接收螺旋桨螺距误差eβ，并且基于所述螺旋桨螺距误差eβ，在其输出处产生第二控制量Out2，所述螺旋桨螺距误差eβ指示螺旋桨螺距需求βref与螺距位置测量值βfbk之间的差；和
优先级选择级(45)，所述优先级选择级(45)联接到所述螺旋桨速度调节器(39)和所述螺旋桨螺距调节器(42)的输出，以接收所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2，并且构造成在所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间实现优先级选择，用于基于所述第一控制量和所述第二控制量之间的所述优先级选择，在其输出处提供所述驱动量IP。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，构造成接收输入信号LA，所述输入信号LA指示确定飞行员输入请求的输入杆(1)的角位置；其中所述优先级选择级(45)构造成，当所述输入信号LA指示所述输入杆(1)的位置在第一范围内时，选择所述螺旋桨速度调节器(39)的所述输出处的所述第一控制量Out1，所述第一范围介于空转位置到全前向位置之间；并且当所述输入信号LA指示所述输入杆(1)的所述位置在不同于所述第一范围的第二范围内时，选择所述螺旋桨螺距调节器(42)的所述输出处的所述第二控制量Out2，所述第二范围介于所述空转位置到全反向位置之间。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中，所述优先级选择级(45)构造成在所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间实现最大选择，以在其输出处选择所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2中的较大者，用于提供所述驱动量Ip。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，正的驱动量IP被设计为通过所述致动组件(29)确定所述螺距角β的增加。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，构造成接合机械锁，以确定在飞行操作模式期间所述螺距角β的最小飞行螺距值MFP；其中，当所述输入杆(1)的所述位置在第一范围内时，所述螺旋桨螺距需求βref等于最小地面螺距值MGP，所述最小地面螺距值MGP小于所述最小飞行螺距值MFP，所述第一范围介于空转位置到全前向位置之间。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中，当接收到指示顺桨请求的顺桨命令时，所述螺旋桨螺距需求βref等于对应于最大螺距值的顺桨位置值。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
第一参考发生器(36)，所述第一参考发生器(36)构造成接收指示输入杆(1)的角位置的输入信号LA，并确定与所述输入信号LA相对应的所述螺旋桨速度需求Nrref的值；
第一加法器块(38)，所述第一加法器块(38)构造成在负输入处接收所述螺旋桨速度需求Nrref，且在正输入处接收所述螺旋桨速度测量值Nr，并且在所述输出处提供所述螺旋桨速度误差ep。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
第二参考发生器(40)，所述第二参考发生器(40)构造成接收指示输入杆(1)的角位置的输入信号LA，并确定与所述输入信号LA相对应的所述螺旋桨螺距需求βref的值；
第二加法器块(41)，所述第二加法器块(41)构造成在正输入处接收所述螺旋桨螺距需求βref，且在负输入处接收所述螺距位置测量值βfbk，并且在所述输出处提供所述螺旋桨螺距误差eβ。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，其中，所述第二参考发生器(40)包括：
调度器(44)，所述调度器(44)构造成接收所述输入信号LA，并确定与所述输入杆(1)的定位角相对应的所述螺距角β的第一参考值βref1；
第一开关选择器(46)，所述第一开关选择器(46)具有第一切换输入和第二切换输入，所述第一切换输入联接到所述调度器(44)以接收所述第一参考值βref1，所述第二切换输入接收小于由液压锁确定的最小飞行螺距值MFP的最小地面螺距值MGP，并且所述第一开关选择器(46)取决于所述输入杆(1)的所述位置分别低于所述空转位置或高于所述空转位置，在所述输出处提供所述第一参考值βref1或所述最小地面螺距值MGP，作为第二参考值βref2；
第二开关选择器(48)，第二开关选择器(48)具有相应的第一切换输入和第二切换输入，所述第一切换输入联接到所述第一开关选择器(46)的开关输出以接收所述第二参考值βref2，所述第二切换输入接收对应于最大螺距值的顺桨位置值，并且所述第二开关选择器(48)基于指示顺桨请求的顺桨命令，在所述输出处提供所述第二参考值βref2或所述顺桨位置值，作为所述螺旋桨螺距需求βref。
10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中，所述螺旋桨速度调节器(39)和所述螺旋桨螺距调节器(42)包括相应的超前补偿器，从而实现比例增益K和超前/滞后功能。
11.一种用于飞行器(10)的涡轮螺旋桨发动机(12)，其特征在于，包括：燃气涡轮(20)；螺旋桨组件(13)，所述螺旋桨组件(13)经由齿轮箱组件(28)联接到所述燃气涡轮；以及根据前述权利要求中的任一项所述的电子控制系统(30)。
12.一种飞行器(10)，其特征在于，包括根据权利要求11所述的涡轮螺旋桨发动机(12)。
13.一种用于涡轮螺旋桨发动机(12)的控制方法，其特征在于，所述涡轮螺旋桨发动机(12)具有燃气涡轮(20)和联接至所述燃气涡轮(20)的螺旋桨组件(13)，所述控制方法构造成基于飞行员输入请求，经由被设计为调节所述螺旋桨组件(13)的螺旋桨叶片(2)的螺距角β的致动组件(29)的驱动量IP的产生来控制螺旋桨操作，
其中，所述控制方法包括：
由螺旋桨速度调节器(39)，基于螺旋桨速度误差ep产生第一控制量Out1，所述螺旋桨速度误差ep指示螺旋桨速度测量值Nr与螺旋桨速度需求Nrref之间的差；
由螺旋桨螺距调节器(42)，基于螺旋桨螺距误差eβ产生第二控制量Out2，所述螺旋桨螺距误差eβ指示螺旋桨螺距需求βref与螺距位置测量值βfbk之间的差；和
实现所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间的优先级选择，以基于所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间的所述优先级选择，提供所述驱动量IP。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，包括接收指示输入杆(1)的角位置的输入信号LA；其中，实现所述优先级选择包括：当所述输入信号LA指示所述输入杆(1)的所述位置在第一范围内时，选择所述第一控制量Out1，所述第一范围介于空转位置到全前向位置之间；以及当所述输入信号LA指示所述输入杆(1)的所述位置在不同于所述第一范围的第二范围内时，选择所述螺旋桨螺距调节器(42)的输出处的所述第二控制量Out2，所述第二范围介于所述空转位置到全反向位置之间。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中，实现所述优先级选择包括在所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间实现最大选择，以在所述输出处选择所述第一控制量Out1和所述第二控制量Out2之间的较大者，用于提供所述驱动量Ip。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，包括将机械锁接合以确定在飞行操作模式期间所述螺距角β的最小飞行螺距值MFP；进一步包括：当输入杆(1)的位置在所述第一范围内时，提供等于最小地面螺距值MGP的所述螺旋桨螺距需求βref，所述最小地面螺距值小于所述最小飞行螺距值MFP，所述第一范围介于所述空转位置到所述全前向位置之间；以及当接收到指示顺桨请求的顺桨命令时，提供等于顺桨位置值的所述螺旋桨螺距需求βref，所述顺桨位置值对应于最大螺距值。
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