CN112709641A - 二维流量表的反插方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二维流量表的反插方法，具体步骤包括：步骤100：将二维流量表中的每个转速值下最大的燃油流量值对应的油针位置提取出，并将提出的油针位置与对应的转速值重新组成的一个一维的转速‑油针位置表。步骤200：根据给定转速值及给定燃油流量及二维流量表计算出第一油针位置插值。步骤300：根据给定转速值及转速‑油针位置表计算出第二油针位置插值，从第一油针位置插值和第二油针位置插值中选择较小的值作为输出油针位置。根据上述技术方案的二维流量表的反插方法，可以有效限制油针位置的输出，避免燃油流量进入再退出饱和区时，油针位置无法及时降低，导致燃油流量未及时降低造成发动机超温。

Description

二维流量表的反插方法
技术领域
本发明涉及航空发动机控制领域，特别涉及一种二维流量表的反插方法。
背景技术
在航空发动机的燃油控制中，全权限数字式发动机控制(FADEC)软件通常先计算出需要的燃油给定，再通过燃油流量二维表结合当前转速反向插值计算出需要的油针位置值，再根据油针位置值控制电机改变计量活门油针位置，从而改变传输给发动机燃烧室的燃油流量。
燃油流量表通常是一个以转速和油针位置为横纵坐标，燃油流量为表内值的二维表。然而对于同一转速点上随着油针位置增加，燃油流量呈现出先递增后保持不变的非严格递增关系。
现有的反向插值方法，如果燃油流量值落入到非严格单调区(饱和区)，会出现违反插值约束的一对多情况，此时传统插值算法会按最大油针位置输出，导致退出饱和区时，输出的油针位置会阶跃跳变，油针反馈需要一定时间跟随，导致没有及时减油而出现发动机超温现象。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提出一种二维流量表的油针位置反插方法，可以有效避免发动机超温。
技术方案：本发明所述的二维流量表的反插方法，具体包括如下步骤：
步骤100：将二维流量表中的每个转速值下最大的燃油流量值对应的油针位置提取出，并将提出的油针位置与对应的转速值重新组成的一个一维的转速-油针位置表；
步骤200：根据给定转速值及给定燃油流量及二维流量表计算出第一油针位置插值；
步骤300：根据给定转速值及转速-油针位置表计算出第二油针位置插值，从第一油针位置插值和第二油针位置插值中选择较小的值作为输出油针位置。
进一步的，所述步骤200包括：
步骤210：根据给定转速值从二维流量表中选出值最接近的第一转速值及第二转速值；
步骤220：以相同油针位置下的第一转速值及对应的第一燃油流量值和第二转速值及对应的第二燃油流量值确定一条直线，计算给定转速值在该直线上对应的燃油流量值记为燃油流量插值；
步骤230：重复步骤220，直到计算出所有油针位置对应的燃油流量插值，将油针位置及其对应的燃油流量插值组成一个一维的燃油流量-油针位置表；
步骤240：根据给定燃油流量值及燃油流量-油针位置表计算出第一油针位置插值。
进一步的，在所述步骤100中，若某一转速值下有多个相同的最大燃油量值，则取多个最大燃油量值对应的最小的油针位置作为该转速值的对应油针位置，并记录入转速-油针位置表中。
进一步的，在所述步骤220中，若给定转速值不在以第一转速值及第二转速值为端点的阈值范围内，则燃油流量插值取与给定转速值最近的端点处的燃油流量值。
进一步的，所述二维流量表中的转速值单调递增。
进一步的，所述二维流量表中的油针位置值单调递增。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：可以有效避免油针位置进入饱和区，降低发动机出现超温等参数超限风险，延长发动机的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明的第二实施例的流程示意图；
图3为本发明的转速-油针位置表的提取示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
参照图1，根据本发明实施例的二维流量表的反插方法，具体包括如下步骤：
步骤100：将二维流量表中的每个转速值下最大的燃油流量值对应的油针位置提取出，并将提出的油针位置与对应的转速值重新组成的一个一维的转速-油针位置表；
步骤200：根据给定转速值及给定燃油流量及二维流量表计算出第一油针位置插值；
步骤300：根据给定转速值及转速-油针位置表计算出第二油针位置插值，从第一油针位置插值和第二油针位置插值中选择较小的值作为输出油针位置。
根据上述技术方案的二维流量表的反插方法，当燃油流量进入到饱和区时，同一个燃油流量对应多个油针位置，此时比较通过二维流量表反向插值计算出的第一油针位置插值和通过筛选出的一维的转速-油针位置表反向差值计算出的第二油针位置插值的大小，选择其中较小的值作为输出的油针位置，即可在保证燃油流量的同时，避免油针位置过高而导致退出饱和区时油针位置无法及时阶跃跳变，没有及时减油造成发动机超温或者参数超限等问题，避免加剧损耗发动机的寿命。
参照图3，在一些实施例中，步骤100中若出现某一转速值下具有多个相同的最大燃油流量值，则选择这些燃油流量值中对应的最小的油针位置值记录到一维的转速-油针位置表中，作为在该表中该转速值对应的油针位置值。在一些实施例中，为了便于查找最大值及最小值，二维流量表中的转速值及油针位置值可以按照严格单调递增的方式设置，同时每行及每列中的燃油流量值也可以按照单调递增的顺序设置。此时若某一转速值下只有一个最大的燃油流量值，则最后一列的油针位置值即为该转速值在转速-油针位置表中的对应值；若某一转速值下存在复数个最大的燃油流量值，燃油流量达到最大值的几列中最上方一列的油针位置值即为该转速值在转速-油针位置表中的对应值。
参照图2，在一些实施例中，根据二维流量表及给定转速值和给定燃油流量值反向插值计算第一油针位置插值的计算过程包括如下步骤：
步骤210：根据给定转速值从二维流量表中选出值最接近的第一转速值及第二转速值；
步骤220：以相同油针位置下的第一转速值及对应的第一燃油流量值和第二转速值及对应的第二燃油流量值确定一条直线，计算给定转速值在该直线上对应的燃油流量值记为燃油流量插值；
步骤230：重复步骤220，直到计算出所有油针位置对应的燃油流量插值，将油针位置及其对应的燃油流量插值组成一个一维的燃油流量-油针位置表；
步骤240：根据给定燃油流量值及燃油流量-油针位置表计算出第一油针位置插值。
具体的二维流量表可以如表1所示：
表1二维流量表2dTbl
Figure BDA0002835984930000031
Figure BDA0002835984930000041
其中y(N)表示油针位置，X(M)表示转速，z(M,N)则表示转速X(M)和y(N)对应的燃油流量值，其中N和M分别为小于等于自然数n和小于等于自然数m的自然数。
记给定转速值为x，给定燃油流量值为z。首先找出二维流量表中与给定转速值x最接近的两个转速值，记为第一转速值X(M1)和第二转速值X(M2)，M1、M2∈0,1,2……m。然后以X(M1)和X(M2)及同一油针位置下的X(M1)和X(M2)对应的燃油流量值确定的两点确定一条直线，代入给定转速值x计算转速值在该油针位置上对应的燃油流量插值，并将该燃油位置值及其对应的燃油流量插值记录到一维的燃油流量-油针位置表中。以油针位置y(0)为例，即将给定转速值x代入到由(X(M1)，z(M1,0))和(X(M2)，z(M2,0))两点确定的直线上，获得油针位置y(0)对应的燃油流量插值z’(0)。
重复上述过程，直到所有油针位置值对应的燃油流量插值均被计算出，组成完整的燃油流量-油针位置表。然后再根据给定的燃油流量值z从燃油流量-油针位置表中获得燃油流量值z对应的第一油针位置插值。
可以理解的是，第一油针位置插值及第二油针位置插值均可以采用线性插值法计算出，也可以通过其他的插值方法计算出。
在一些实施例中，为了进一步的限制输出的油针位置，在步骤220中，计算燃油位置插值时，若给定转速值x不在由X(M1)和X(M2)为端点的阈值范围内时，以最接近给定转速值x的转速值对应的燃油流量值作为燃油流量插值。以油针位置y(1)为例，若X(M1)的值更接近给定转速值x，则z’(1)＝z(M1，1)。

Claims (7)

1.一种二维流量表的反插方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100：将二维流量表中的每个转速值下最大的燃油流量值对应的油针位置提取出，并将提出的油针位置与对应的转速值重新组成的一个一维的转速-油针位置表；
步骤200：根据给定转速值及给定燃油流量及二维流量表计算出第一油针位置插值；
步骤300：根据给定转速值及转速-油针位置表计算出第二油针位置插值，从第一油针位置插值和第二油针位置插值中选择较小的值作为输出油针位置。
2.根据权利要求1所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，所述步骤200包括：
步骤210：根据给定转速值从二维流量表中选出值最接近的第一转速值及第二转速值；
步骤220：以相同油针位置下的第一转速值及对应的第一燃油流量值和第二转速值及对应的第二燃油流量值确定一条直线，计算给定转速值在该直线上对应的燃油流量值记为燃油流量插值；
步骤230：重复步骤220，直到计算出所有油针位置对应的燃油流量插值，将油针位置及其对应的燃油流量插值组成一个一维的燃油流量-油针位置表；
步骤240：根据给定燃油流量值及燃油流量-油针位置表计算出第一油针位置插值。
3.根据权利要求1所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，在所述步骤100中，若某一转速值下有多个相同的最大燃油量值，则取多个最大燃油量值对应的最小的油针位置作为该转速值的对应油针位置，并记录入转速-油针位置表中。
4.根据权利要求2所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，在所述步骤220中，若给定转速值不在以第一转速值及第二转速值为端点的阈值范围内，则燃油流量插值取与给定转速值最近的端点处的燃油流量值。
5.根据权利要求1所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，所述二维流量表中的转速值严格单调递增。
6.根据权利要求1所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，所述二维流量表中的油针位置值严格单调递增。
7.根据权利要求1所述的二维流量表的反插方法，其特征在于，所述二维流量表的每行及每列内的燃油流量值均单调递增。
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