CN113756959B - 燃气涡轮发动机的起动控制方法、控制系统、介质、运载工具及试验台架 - Google Patents

燃气涡轮发动机的起动控制方法、控制系统、介质、运载工具及试验台架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃气涡轮发动机的起动控制方法、存储介质、控制系统、运载工具以及试验台架，其中，所述起动控制方法包括S1.根据在线采集的高压轴转速N2、高压压气机进口总温T25、高压压气机进口总压P25、发动机运行环境压力P0、高压压气机出口静压PS3、发动机排气温度EGT以及燃油流量WF的数据判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征；以及S2、S3，根据判定结果，进行供油量调整，放气量调整，可调静子叶片调整的组合控制。

Description

燃气涡轮发动机的起动控制方法、控制系统、介质、运载工具 及试验台架
技术领域
本发明涉及燃气涡轮发动机领域，尤其涉及一种燃气涡轮发动机的起动控制方法、可读存储介质、控制系统，以及包括其的运载工具以及试验台架。
背景技术
燃气涡轮发动机在起动过程中，包括三个阶段，点火阶段，起动机、涡轮共同带转阶段，涡轮膨胀做功带动压气机做功至慢车转速阶段，在第一个阶段存在点火边界，在后两个阶段存在起动喘振边界，超温边界，悬挂边界限制，同时适航对起动时间还有要求。
在发动机试验台架上，可以采用多种多样的传感器或监视装置来判断故障，并通过安全措施退出故障，停车后优化规律再次开展试验。但在实际的飞行过程中，机载传感器数量和种类有限，很难将试验台架的起动控制方法应用于实际燃气涡轮发动机的运行中。
现有技术中的起动控制方法，一般采用的是在已知发动机裕度，温度裕度，熄火边界情况下进行对供油的调整，然而发明人发现，随着服役年限增加，发动机性能衰退后，工作线，边界限制会发生变化，单一的转速控制，燃油流量控制，在不调整控制规律情况下，难以满足边界及起动时间要求。现有技术的方案，无法根据发动机当前状态调整起动控制策略，若第一次起动失败，下次起动仍旧可能无法成功，这种情况，在实际运行，尤其是发动机空中停车情况下，对于控制起动不成功现象是不允许发生的，否则很可能造成严重的安全事故。
因此，本领域需要一种燃气涡轮发动机的起动控制方法、存储介质、控制系统、运载工具以及试验台架，以保证燃气涡轮发动机快速、可靠地完成起动过程。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种燃气涡轮发动机的起动控制方法，以保证燃气涡轮发动机快速、可靠地完成起动。
本发明的另一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
本发明的再一个目的在于提供一种燃气涡轮发动机的起动控制系统。
本发明的又一个目的在于提供一种运载工具，以保证运载工具运行过程中具有稳定可靠地动力。
本发明的还一个目的在于提供一种用于燃气涡轮发动机的试验台架，以提高试验安全和效率，降低试验系统的成本以及数据处理难度。
根据本发明的一个方面的一种燃气涡轮发动机的起动控制方法，包括：
S1.根据在线采集的高压轴转速N2、高压压气机进口总温T25、高压压气机进口总压P25、发动机运行环境压力P0、高压压气机出口静压PS3、发动机排气温度EGT以及燃油流量WF的数据，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征,如果判断故障先兆特征为假，则N2dot主控，如果判断故障先兆特征为真，则燃油流量控制为主控；
S2.若判定燃轮机的起动状态均不存在喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征，则输出第一转速加速度的第一加速信号，以高压轴转速加速度为主控信号；若判定符合喘振失速、超温、悬挂的至少其一的故障先兆特征，则以燃油流量为主控信号，其中，若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第一减少燃油流量的第一减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在超温的故障先兆特征，则输出第二减少燃油流量的第二减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在冷悬挂的故障先兆特征，则输出第一增加燃油流量的第一加油信号，若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在热悬挂的故障先兆特征，则输出第一起动放气量的第一放气信号并输出所述第一起动放气量对应的第二增加燃油流量的第二加油信号；
S3.重复至少一次所述S1，若依然判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第二起动放气量的第二放气信号以及所述第二起动放气量对应第三增加燃油流量的第三加油信号；若依然判定燃气涡轮发动机的起动状态存在悬挂故障先兆特征，则输出第一可调静子叶片调整量的第一静子叶片调整信号，以及对应所述第一可调静子叶片调整量的第四增加燃油流量的第四加油信号。
在一个或多个实施例中，在所述S1中，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速的判断条件为，B>Bthd；其中，B＝PS3dot/PS3，PS3dot＝dPS3/dt，Bthd为B的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合喘振失速的故障先兆特征，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合喘振失速的故障先兆特征。
在一个或多个实施例中，所述S1中，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合超温的判断条件为，EGT<EGTthd；其中，EGTthd为EGT的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合超温的故障先兆特征，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合超温的故障先兆特征。
在一个或多个实施例中，所述S1中，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合悬挂的判断条件为，N2dotthd<N2dot；其中，N2的一阶时间导数为N2dot，N2dot＝dN2/dt，N2dotthd为N2dot的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合悬挂的故障先兆特征；若否，进一步依据判断条件EGT<EGTthd，其中，EGTthd为EGT的阈值，若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合冷悬挂的故障先兆特征，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合热悬挂的故障先兆特征。
根据本发明的一个方面的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行实现如以上任意一项所述的起动控制方法的步骤。
根据本发明的一个方面的一种燃气涡轮发动机的起动控制系统，包括数据处理模块，所述数据处理模块包括：计算机可读存储介质，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现如以上任意一项所述的起动控制方法。
在一个或多个实施例中，所述控制系统还包括测量模块，所述测量模块包括高压轴转速传感器、高压压气机进口总温传感器、高压压气机进口总压传感器、发动机运行环境压力传感器、高压压气机出口静压传感器、以及发动机排气温度传感器、燃油流量传感器。
在一个或多个实施例中，所述控制系统还包括显示模块，用于显示起动过程的状态信息。
根据本发明的一个方面的一种运载工具，包括燃气涡轮发动机以及如以上任意一项所述的起动控制系统。
根据本发明的一个方面的一种燃气涡轮发动机的试验台架，包括如以上任意一项所述的起动控制系统。
本发明的有益效果包括但不限于，通过机载传感器在线实时采集判断起动故障先兆特征的参数，并对起动控制策略的效果进行实时评估，及时调整优化调整控制策略，保证燃气涡轮发动机快速、可靠地完成起动过程，提供具有燃气涡轮发动机的运载工具的安全性。对用于燃气涡轮发动机的试验台架而言，可以提高试验安全和效率，降低试验系统的成本以及数据处理难度。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制方法的流程图。
图2A以及图2B是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制方法的判定喘振失速故障先兆特征的原理图。
图3A以及图3B是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制方法的判定超温故障先兆特征的原理图。
图4A以及图4B是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制方法的判定悬挂故障先兆特征的原理图。
图5是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制系统的结构示意框图。
图6是根据一实施例的燃气涡轮发动机的起动控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
需要注意的是，下述实施例中，运载工具及其燃气涡轮发动机，以飞机及其涡扇发动机为例，但不以此为限，例如船舶及其燃气涡轮发动机亦可适用下述实施例介绍的起动控制。
参考图1以及图6，在一个或多个实施例中，燃气涡轮发动机的起动控制方法包括：
S1.根据在线采集的高压轴转速N2、高压压气机进口总温T25、高压压气机进口总压P25、发动机运行环境压力P0、高压压气机出口静压PS3、发动机排气温度EGT以及燃油流量WF的数据，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征。以上数据可以通过燃气涡轮发动机的机载传感器在线采集测量得到，无需额外增加测量设备，从而易于在燃气涡轮发动机的实际运行，尤其是在控制系统复杂，系统布置空间紧张，以及轻量化要求高的飞机的涡扇发动机上极具应用价值。
如图2A以及图2B所示的，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速的判断条件可以为，B>Bthd；其中，B＝PS3dot/PS3，PS3dot＝dPS3/dt，Bthd为B的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合喘振失速的故障先兆特征，输出L2＝1，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合喘振失速的故障先兆特征，输出L2＝0。
如图3A以及图3B所示的，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合超温的判断条件为，EGT<EGTthd；其中，EGTthd为EGT的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合超温的故障先兆特征，输出L3＝1，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合超温的故障先兆特征，输出L3＝0。
如图4A以及图4B所示的，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合悬挂的判断条件为，N2dotthd<N2dot；其中，N2的一阶时间导数为N2dot，N2dot＝dN2/dt，N2dotthd为N2dot的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合悬挂的故障先兆特征，输出L4＝1；若否，进一步依据判断条件EGT<EGTthd，其中，EGTthd为EGT的阈值，若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合冷悬挂的故障先兆特征，输出L4＝0；若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合热悬挂的故障先兆特征，输出L4＝2。
S2.若判定燃轮机的起动状态均不存在喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征，则输出第一转速加速度的第一加速信号，输出L1＝1，以高压轴转速加速度为主控信号；若判定符合喘振失速、超温、悬挂的至少其一的故障先兆特征，输出L1＝0，以燃油流量为主控信号，其中，若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第一减少燃油流量的第一减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在超温的故障他热症，则输出第二减少燃油流量的第二减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在冷悬挂的故障先兆特征，则输出增加燃油流量的第一加油信号，若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在热悬挂的故障先兆特征，则输出第一起动放气量的第一放气信号并输出所述第一起动放气量对应的第二加油信号；若判定燃轮机的起动状态均不存在喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征，则输出第一转速加速度的第一加速信号。
如图1所示的，判定燃轮机的起动状态均不存在喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征，即L2＝1，L3＝1以及L4＝1，即L2＝0，L3＝0，L4＝0或L4＝2均不成立，则输出第一转速加速度的第一加速信号L1＝1，第一转速加速度为N2dot的期望值，即以转子加速度为主控信号。制定N2dot期望值，N2dot和N2R，P0有关，高压换算转速N2R的计算公式可以是，N2R＝N2/(T25/288.15)^0.5。将N2R进行细化m等分，0，N2R1，N2R2，…，N2Rm-1，N2Rm，见下表1所示，其中，N2R1为点火成功后转速。
表1 N2dot期望值
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
P0<sub>1</sub> N2dot N2dot<sub>1,0</sub> N2dot<sub>1,1</sub> N2dot<sub>1,2</sub> … N2dot<sub>1,m-1</sub> N2dot<sub>1,m</sub>
P0<sub>2</sub> N2dot N2dot<sub>2,0</sub> N2dot<sub>2,1</sub> N2dot<sub>2,2</sub> … N2dot<sub>2,m-1</sub> N2dot<sub>2,m</sub>
… N2dot … … … … … …
P0<sub>m</sub> N2dot N2dot<sub>n,0</sub> N2dot<sub>n,1</sub> N2dot<sub>n,2</sub> … N2dot<sub>n,m-1</sub> N2dot<sub>n,m</sub>
若判定符合喘振失速、超温、悬挂的至少其一的故障先兆特征，则输出L1＝0，以燃油流量为主控信号，具体如下详述。
若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，即L2＝0，则输出第一减少燃油流量的第一减油信号L5＝0，第一减少燃油流量与B的增量，即B的实际值与Bthd的差值ΔB的关系如表2所示，第一减少燃油流量ΔWFR＝ΔWFR(N2R,ΔB)。其中，WFR＝WF/(PS3/101.325)/(T25/288.15)^0.5。
表2 B值增量与第一减少燃油流量关系
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
ΔB<sub>1</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>1,1</sub> ΔWFR<sub>1,2</sub> … ΔWFR<sub>1,m-1</sub> ΔWFR<sub>1,m</sub>
ΔB<sub>2</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>2,1</sub> ΔWFR<sub>2,2</sub> … ΔWFR<sub>2,m-1</sub> ΔWFR<sub>2,m</sub>
… ΔWFR … … … … … …
ΔB<sub>n</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>n.1</sub> ΔWFR<sub>n.2</sub> … ΔWFR<sub>n,m-1</sub> ΔWFR<sub>n,m</sub>
若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在超温的故障先兆特征，即L3＝0，则输出第二减少燃油流量的第二减油信号L5＝1，第二减少燃油流量与EGT的增量，即EGT的实际值与EGTthd的差值ΔEGT的关系如表3所示，第二减少燃油流量ΔWFR＝ΔWFR(N2R,ΔEGT/T2)。
表3 EGT/T2增量与第二减少燃油流量关系
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
ΔEGT<sub>1</sub>/T2 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>1,1</sub> ΔWFR<sub>1,2</sub> … ΔWFR<sub>1,m-1</sub> ΔWFR<sub>1,m</sub>
ΔEGT<sub>2</sub>/T2 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>2,1</sub> ΔWFR<sub>2,2</sub> … ΔWFR<sub>2,m-1</sub> ΔWFR<sub>2,m</sub>
… ΔWFR 0 … … … … …
ΔEGT<sub>n</sub>/T2 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>n.1</sub> ΔWFR<sub>n.2</sub> … ΔWFR<sub>n,m-1</sub> ΔWFR<sub>n,m</sub>
若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在冷悬挂的故障先兆特征，即L4＝0，则输出第一增加燃油流量的第一加油信号L5＝2，第一增加燃油流量与N2dot的增量，即N2dot的实际值与N2dotthd的差值ΔN2dot的关系如表4所示，第一增加燃油流量ΔWFR＝ΔWFR(N2R,ΔN2dot/N2/(P25/101.325))。
表4 N2dot增量与第一增加燃油流量关系
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
ΔN2dot<sub>1</sub>/N2/(P25/101.325) ΔWFR 0 ΔWFR<sub>1,1</sub> ΔWFR<sub>1,2</sub> … ΔWFR<sub>1,m-1</sub> ΔWFR<sub>1,m</sub>
ΔN2dot<sub>2</sub>/N2/(P25/101.325) ΔWFR 0 ΔWFR<sub>2,1</sub> ΔWFR<sub>2,2</sub> … ΔWFR<sub>2,m-1</sub> ΔWFR<sub>2,m</sub>
… ΔWFR … … … … … …
ΔN2dot<sub>n</sub>/N2/(P25/101.325) ΔWFR 0 ΔWFR<sub>n.1</sub> ΔWFR<sub>n.2</sub> … ΔWFR<sub>n,m-1</sub> ΔWFR<sub>n,m</sub>
若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在热悬挂的故障先兆特征，即L4＝2，则输出第一起动放气量的第一放气信号并输出所述第一起动放气量对应第二增加燃油流量的第二加油信号L6＝1。放气的步骤通过调整放气活门开度实现，例如调整压气机的放气活门开度，第一起动放气量ΔWld与第二增加燃油流量ΔWFR的关系如表5所示，第二增加燃油流量ΔWFR＝ΔWFR(N2R,ΔWld/W25)，其中W25为压气机进口空气流量，ΔWld/W25为相对放气量，其与放气活门开度有关。最大放气量和放气活门最大开度有关。
表5第一起动放气量与第二增加燃油流量关系
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
ΔWld<sub>1</sub>/W25 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>1,1</sub> ΔWFR<sub>1,2</sub> … ΔWFR<sub>1,m-1</sub> ΔWFR<sub>1,m</sub>
ΔWld<sub>2</sub>/W25 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>2,1</sub> ΔWFR<sub>2,2</sub> … ΔWFR<sub>2,m-1</sub> ΔWFR<sub>2,m</sub>
… ΔWFR … … … … … …
ΔWld<sub>n</sub>/W25 ΔWFR 0 ΔWFR<sub>n.1</sub> ΔWFR<sub>n.2</sub> … ΔWFR<sub>n,m-1</sub> ΔWFR<sub>n,m</sub>
S3.在进行所述S2之后，再次进行至少一次所述S1，判断进行所述S2之后的效果，是否解决的喘振失速、以及悬挂故障。若依然判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第二起动放气量的第二放气信号以及所述第二起动放气量对应第三增加燃油流量的第三加油信号。例如在进行L5＝0，输出第一减少燃油流量后，B值经过后2个周期内仍不满足B>Bthd，则输出第二起动放气量的第二放气信号以及所述第二起动放气量对应第三增加燃油流量的第三加油信号L6＝1，第二起动放气量与第三增加燃油流量的关系可以与第一起动放气量与第二增加燃油流量关系相同，同样参考表5所示。
若对于冷悬挂故障L4＝0，在进行L5＝2，输出第一增加燃油流量后，再次执行S1，仍然判定存在冷悬挂故障先兆特征；或者对于热悬挂故障L4＝2，进行L6＝1，第一起动放气量ΔWld已经增大到上限后，再次执行S1，仍然判定存在冷悬挂故障先兆特征，则输出第一可调静子叶片调整量的第一静子叶片调整信号，以及对应所述第一可调静子叶片调整量的第四增加燃油流量的第四加油信号L7＝1。可调静子叶片调整量，调整可调静子叶片的转动角度，从而调整可变几何面积ΔS。第一可调静子叶片调整量ΔS与第四增加燃油流量ΔWFR的关系如表6所示，第四增加燃油流量ΔWFR＝ΔWFR(N2R,ΔS)。
表6第一可调静子叶片调整量与第四增加燃油流量的关系
N2R 0 N2R<sub>1</sub> N2R<sub>2</sub> … N2R<sub>m-1</sub> N2R<sub>m</sub>
ΔS<sub>1</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>1,1</sub> ΔWFR<sub>1,2</sub> … ΔWFR<sub>1,m-1</sub> ΔWFR<sub>1,m</sub>
ΔS<sub>2</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>2,1</sub> ΔWFR<sub>2,2</sub> … ΔWFR<sub>2,m-1</sub> ΔWFR<sub>2,m</sub>
… ΔWFR … … … … … …
ΔS<sub>n</sub> ΔWFR 0 ΔWFR<sub>n.1</sub> ΔWFR<sub>n.2</sub> … ΔWFR<sub>n,m-1</sub> ΔWFR<sub>n,m</sub>
在进行S3之后，一般情况下起动都会成功，即L2＝1、L3＝1、L4＝1，此时输出第一转速加速度的第一加速信号L1＝1，通过控制加速度进行起动控制。若此时进行S1仍输出L2＝0，L3＝0或L4＝0，则不再根据故障先兆调节，那么仍输出第一转速加速度的第一加速信号L1＝1，通过控制加速度进行起动控制。即进行S3之后的步骤，都是输出第一转速加速度的第一加速信号L1＝1，通过控制加速度进行起动控制。如果出现故障，则根据故障处理。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些步骤不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
根据本案的另一方面，本案还提供了一种计算机可读存储介质。
本公开提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。该计算机指令由处理器执行时，可以实施该程序被处理器执行实现如以上实施例介绍的燃气涡轮发动机的起动控制方法中由程序执行的步骤。
从上述介绍可知，如图5所示，在一些实施例中，燃气涡轮发动机的起动控制系统100可以包括数据处理模块1、测量模块2以及显示模块3。在数据处理模块1包括处理器11以及计算机可读存储介质12，计算机可读存储介质12用于存储可由处理器执行11的指令；处理器11用于执行所述指令以实现以上实施例介绍的燃气涡轮发动机的起动控制方法。测量模块2包括高压轴转速传感器21、高压压气机进口总温传感器22、高压压气机进口总压传感器23、发动机运行环境压力传感器24、高压压气机出口静压传感器25、以及发动机排气温度传感器26、燃油流量传感器27，在线采集燃气涡轮发动机200的相应数据，向数据处理模块1输出在线采集的高压轴转速N2、高压压气机进口总温T25、高压压气机进口总压P25、发动机运行环境压力P0、高压压气机出口静压PS3、发动机排气温度EGT以及燃油流量WF的数据。显示模块3，用于显示燃气涡轮发动机起动的信息，例如起动状态、已进行起动步骤等等数据，以供燃气涡轮发动机研发测试工作者进一步改进燃气涡轮发动机，或是供飞机操作者提供起动过程的故障信息反馈，以帮助其及时处置起动过程中的危险情况。显示模块3可以有多种表现形式，例如在飞机中，显示模块3可以是仪表板或者显示屏，甚至是驾驶员头盔的抬头显示器(Head Up Display，HUD)，例如在包括有起动控制系统100的燃气涡轮发动机的试验台架中，显示模块3可以是进行试验的电脑屏幕等等。
可以理解的是，如前的实施方式中的数据处理模块1可以包括一个或多个硬件处理器11，诸如片上系统(SOC)、微控制器、微处理器(例如MCU芯片或51单片机)、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集成处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或多种的组合，例如在飞机中，处理器11集成于全权限数字式发动机控制器(Full Authority Digital Engine Control，FADEC)之中。
综上，以上实施例介绍的起动控制方法、控制系统、运载工具以及试验台架的有益效果包括但限于，通过机载传感器在线实时采集判断起动故障先兆特征的参数，并对起动控制策略的效果进行实时评估，及时调整优化调整控制策略，保证燃气涡轮发动机快速、可靠地完成起动过程，提高具有燃气涡轮发动机的运载工具的安全性。对用于燃气涡轮发动机的试验台架而言，可以提高试验安全和效率，降低试验系统的成本以及数据处理难度。
结合本文中公开的实施例描述的方法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通讯介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃气涡轮发动机的起动控制方法，其特征在于，包括：
S1.根据在线采集的高压轴转速N2、高压压气机进口总温T25、高压压气机进口总压P25、发动机运行环境压力P0、高压压气机出口静压PS3、发动机排气温度EGT以及燃油流量WF的数据，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征；
S2.若判定燃轮机的起动状态均不存在喘振失速、超温以及悬挂的故障先兆特征，则输出第一转速加速度的第一加速信号，以高压轴转速的加速度为主控信号；若判定符合喘振失速、超温、悬挂的至少其一的故障先兆特征，则以燃油流量为主控信号，其中，若判定燃气涡轮发动机起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第一减少燃油流量的第一减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在超温的故障先兆特征，则输出第二减少燃油流量的第二减油信号；若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在冷悬挂的故障先兆特征，则输出第一增加燃油流量的第一加油信号，若判定燃气涡轮发动机的起动状态存在热悬挂的故障先兆特征，则输出第一起动放气量的第一放气信号并输出所述第一起动放气量对应的第二增加燃油流量的第二加油信号；
S3.重复至少一次所述S1，若依然判定燃气涡轮发动机的起动状态存在喘振失速的故障先兆特征，则输出第二起动放气量的第二放气信号以及所述第二起动放气量对应第三增加燃油流量的第三加油信号；若依然判定燃气涡轮发动机的起动状态存在悬挂故障先兆特征，则输出第一可调静子叶片调整量的第一静子叶片调整信号，以及对应所述第一可调静子叶片调整量的第四增加燃油流量的第四加油信号。
2.如权利要求1所述的起动控制方法，其特征在于，在所述S1中，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合喘振失速的判断条件为，B>Bthd；
其中，B＝PS3dot/PS3，PS3dot＝dPS3/dt，Bthd为B的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合喘振失速的故障先兆特征，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合喘振失速的故障先兆特征。
3.如权利要求1所述的起动控制方法，其特征在于，所述S1中，判定燃气涡轮发动机的起动状态是否符合超温的判断条件为，EGT<EGTthd；
其中，EGTthd为EGT的阈值；若是，则判定燃气涡轮发动机的起动状态不符合超温的故障先兆特征，若否，则判定燃气涡轮发动机的起动状态符合超温的故障先兆特征。
4.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行实现如权利要求1-3任意一项所述的起动控制方法的步骤。
5.一种燃气涡轮发动机的起动控制系统，其特征在于，包括数据处理模块，所述数据处理模块包括：
计算机可读存储介质，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1至3任意一项所述的起动控制方法。
6.如权利要求5所述的起动控制系统，其特征在于，还包括测量模块，所述测量模块包括高压轴转速传感器、高压压气机进口总温传感器、高压压气机进口总压传感器、发动机运行环境压力传感器、高压压气机出口静压传感器、以及发动机排气温度传感器、燃油流量传感器。
7.如权利要求5所述的起动控制系统，其特征在于，还包括显示模块，用于显示起动过程的状态信息。
8.一种运载工具，其特征在于，包括燃气涡轮发动机，以及如权利要求5-7任意一项所述的起动控制系统。
9.一种燃气涡轮发动机的试验台架，其特征在于，包括如权利要求5-7任意一项所述的起动控制系统。
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