CN113847177A - 利用步进电机的发动机数控系统 - Google Patents

利用步进电机的发动机数控系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113847177A
CN113847177A CN202111159397.5A CN202111159397A CN113847177A CN 113847177 A CN113847177 A CN 113847177A CN 202111159397 A CN202111159397 A CN 202111159397A CN 113847177 A CN113847177 A CN 113847177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stepping motor
step number
given
control system
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111159397.5A
Other languages
English (en)
Inventor
程尚
邢林
郭潇晟
李志鹏
李辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Aero Engine Control System Institute
Original Assignee
AECC Aero Engine Control System Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Aero Engine Control System Institute filed Critical AECC Aero Engine Control System Institute
Priority to CN202111159397.5A priority Critical patent/CN113847177A/zh
Publication of CN113847177A publication Critical patent/CN113847177A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M2037/085—Electric circuits therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用步进电机的发动机数控系统。其包括发动机数控系统本体，所述发动机数控系统本体内燃油泵调节器的执行机构包括步进电机；通过步进电机进行燃油流量控制时，通过燃油给定量确定步进电机的给定步数Step，在步进电机转动的步数与给定步数Step相一致时，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数。本发明能有效避免油针RDVT传感器采样精度偏差带来控制品质的影响，提高发动机数控系统的可靠性。

Description

利用步进电机的发动机数控系统
技术领域
本发明涉及一种发动机数控系统，尤其是一种利用步进电机的发动机数控系统。
背景技术
发动机数控系统目前主要使用电液伺服阀作为执行机构，以能控制燃油流量；但当电液伺服阀受到燃油污染或者工作时间长导致泵调节器性能变差时，容易造成燃油流量控制性能变差甚至失控，即存在温度漂移特性，不能精确地控制发动机燃油流量，造成发动机超温、超转潜在风险。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用步进电机的发动机数控系统，其能有效避免油针RDVT传感器采样精度偏差带来控制品质的影响，提高发动机数控系统的可靠性。
按照本发明提供的技术方案，一种利用步进电机的发动机数控系统，包括发动机数控系统本体，所述发动机数控系统本体内燃油泵调节器的执行机构包括步进电机；
通过步进电机进行燃油流量控制时，通过燃油给定量确定步进电机的给定步数Step，在步进电机转动的步数与给定步数Step相一致时，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；
确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数。
根据燃油给定量确定步进电机的给定步数Step的方法为：
油针给定值＝k*燃油给定量+b；
给定步数Step＝(油针给定值-油针反馈值)/c；
其中，k为燃油给定油针给定的差值曲线系数，b为燃油给定油针给定的差值曲线基数，c为步进电机的转动步数对应的油针角度数。
本发明的优点：采用步进电机作为燃油流量控制的执行机构，在进行燃油流量控制时，根据给定步数Step对步进电机的工作过程进行控制，即实现对步进电机的开环控制；步进电机转动给定步数Step后，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数，即实现对步进电机的闭环修正，通过修正能够补偿失步造成的危害，并且模型计算能够有效减少传感器误差引入的精度问题。
本发明对步进电机的控制，不依赖RVDT传感器的采集精度及RVDT的解算精度，能防止因RVDT传感器的误差带来的步进电机控制误差也不会因为RVDT传感器及采集回路故障导致步进电机无法控制。并且当前步数Step根据当前的油针位置Lf计算得到，当前步数Step不属于累计量，因此，能够解决步进电机控制的失步问题，从而解决因步进电机失步造成的发动机性能不满足问题，其控稳态性能、动态性能均能够满足控制要求，避免发动机状态的波动，提高发动机数控系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明步进电机与发动机配合的控制原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了能有效避免油针RDVT传感器采样精度偏差带来控制品质的影响，提高发动机数控系统的可靠性，本发明包括发动机数控系统本体，所述发动机数控系统本体内燃油泵调节器的执行机构包括步进电机；
通过步进电机进行燃油流量控制时，通过燃油给定量确定步进电机的给定步数Step，在步进电机转动的步数与给定步数Step相一致时，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；
确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数。
具体地，发动机数控系统本体一般包括与发动机适配的燃油泵调节器，通过燃油泵调节器能控制发动机的燃油流量，本发明实施例中，采用步进电机作为燃油流量控制的执行机构，其余的情况与发动机数控系统本体相一致，此处不再赘述。
具体实施时，发动机工作时，需要确定燃油给定量，燃油给定量一般为已知量，具体与现有相一致。当确定燃油给定量后，根据燃油给定量能确定步进电机的给定步数Step，在得到给定步数Step后，即需要驱动步进电机转动的步数与给定步数Step相一致，以完成一个周期的燃油流量控制。正常情况下，当步进电机的转动步数与给定步数Step相一致时，即有效实现了对发动机燃油流量的控制。但步进电机存在失步的情况，即需要对步进电机的转动步数进行确认与修正。
本发明实施例中，根据燃油给定量确定步进电机的给定步数Step的方法为：
油针给定值＝k*燃油给定量+b；
k为燃油给定油针给定的差值曲线系数，b为燃油给定油针给定的差值曲线基数，燃油给定油针给定的差值曲线系数k、燃油给定油针给定的差值曲线基数b可通过对燃油泵调节器的标定得到。
给定步数Step＝(油针给定值-油针反馈值)/c；
其中，c为步进电机的转动步数对应的油针角度数。油针反馈值为采集的RVDT传感器的真实角度。具体实施时，步进电机每转动一步时，则油针角度增加0.25°，即此时，c为0.25。
具体实施时，RVDT传感器是角位移传感器，RVDT传感器可以采用现有常用的形式，通过RVDT传感器获取油针角度的具体情况与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。通过RVDT传感器能得到油针角度Q的变化，具体地，油针开度是油针位置的物理表示，单位是度。由于油针传感器是RVDT传感器，采集的物理信号是电压值VA/VB，通过所述两个电压值VA/VB能计算得到sinQ、cosQ，进而通过tanQ来计算出角度值Q，即能获取油针位置Lf，具体与现有相一致，为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
由于步进电机的转动步数是与油针角度Q成正比，走一步就是角度增加0.25°，所以，根据公式，Q＝k1*当前步数，其中，k1＝0.25，即根据油针位置Lf能够反算出当前步数Step。
由于实际的步进电机存在失步情况，会造成步进电机的实际转动步数与给定步数Step不一致的情况，即油针位置的实际值与油针给定值不一致的情况，所以，需要根据当前油针的位置Lf，当前步数Step。确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，所述步数差值作为下周期输出的步数控制值。下个周期时，根据所述步数差值来控制实际的步数。由于计算的步数差值可能很大，例如20步，但步进电机实际每个6ms只能走3步，因此，下个周期仍然需要计算步数差继续控制，循环进行，直至根据步数差值控制的实际转动步数与给定步数Step相一致，从而能确保通过步进电机对发动机燃油流量控制时，实际的流量控制与目标燃油流量控制相一致，或在一个允许的范围内。
本发明采用步进电机作为燃油流量控制的执行机构，在进行燃油流量控制时，根据给定步数Step对步进电机的工作过程进行控制，即实现对步进电机的开环控制；步进电机转动给定步数Step后，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数，即实现对步进电机的闭环修正，通过修正能够补偿失步造成的危害，并且模型计算能够有效减少传感器误差引入的精度问题。
本发明对步进电机的控制，不依赖RVDT传感器的采集精度及RVDT的解算精度，能防止因RVDT传感器的误差带来的步进电机控制误差也不会因为RVDT传感器及采集回路故障导致步进电机无法控制。并且当前步数Step根据当前的油针位置Lf计算得到，当前步数Step不属于累计量，因此，能够解决步进电机控制的失步问题，从而解决因步进电机失步造成的发动机性能不满足问题，其控稳态性能、动态性能均能够满足控制要求，避免发动机状态的波动，提高发动机数控系统的可靠性。

Claims (2)

1.一种利用步进电机的发动机数控系统，包括发动机数控系统本体，其特征是：所述发动机数控系统本体内燃油泵调节器的执行机构包括步进电机；
通过步进电机进行燃油流量控制时，通过燃油给定量确定步进电机的给定步数Step，在步进电机转动的步数与给定步数Step相一致时，通过RVDT传感器检测得到当前的油针位置Lf，并根据当前油针位置Lf确定步进电机的当前步数step；
确定给定步数Step与当前步数Step间的步数差值，并根据所述步数差值修正步进电机的转动步数。
2.根据权利要求1所述的利用步进电机的发动机数控系统，其特征是，根据燃油给定量确定步进电机的给定步数Step的方法为：
油针给定值＝k*燃油给定量+b；
给定步数Step＝(油针给定值-油针反馈值)/c；
其中，k为燃油给定油针给定的差值曲线系数，b为燃油给定油针给定的差值曲线基数，c为步进电机的转动步数对应的油针角度数。
CN202111159397.5A 2021-09-30 2021-09-30 利用步进电机的发动机数控系统 Pending CN113847177A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111159397.5A CN113847177A (zh) 2021-09-30 2021-09-30 利用步进电机的发动机数控系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111159397.5A CN113847177A (zh) 2021-09-30 2021-09-30 利用步进电机的发动机数控系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113847177A true CN113847177A (zh) 2021-12-28

Family

ID=78977302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111159397.5A Pending CN113847177A (zh) 2021-09-30 2021-09-30 利用步进电机的发动机数控系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113847177A (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235156A (en) * 1978-11-16 1980-11-25 Zenny Olsen Digital servovalve and method of operation
JPS5872650A (ja) * 1981-10-26 1983-04-30 Nippon Carbureter Co Ltd エンジンの回転速度御制方法
JPS642158U (zh) * 1987-06-23 1989-01-09
DE4242068A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung in einem Fahrzeug
DE4242067A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-16 Bosch Gmbh Robert Steuerverfahren und -einrichtung für ein Fahrzeug
JPH06229302A (ja) * 1993-02-05 1994-08-16 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JPH06235343A (ja) * 1993-02-05 1994-08-23 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の混合気制御装置
JPH11241667A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Keihin Corp エンジン用吸気量制御装置
JPH11294193A (ja) * 1998-04-16 1999-10-26 Toyota Motor Corp ステップモータ式弁装置及びその異常判定方法
JP2001241654A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Sanyo Electric Co Ltd 燃焼装置
JP2012154512A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Corona Corp 混合弁制御装置
WO2015157936A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 Changzhou Ruize Microelectronics Co., Ltd A flow control valve servo mechanism based on a step motor and control method thereof
JP2018127993A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社ケーヒン 電子制御装置
CN108832856A (zh) * 2018-06-15 2018-11-16 中国航发控制系统研究所 一种步进电机行程检测方法及检测装置
CN109557858A (zh) * 2018-12-10 2019-04-02 中国航发南方工业有限公司 Rvdt转换电路及电子控制器

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235156A (en) * 1978-11-16 1980-11-25 Zenny Olsen Digital servovalve and method of operation
JPS5872650A (ja) * 1981-10-26 1983-04-30 Nippon Carbureter Co Ltd エンジンの回転速度御制方法
JPS642158U (zh) * 1987-06-23 1989-01-09
DE4242068A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung in einem Fahrzeug
DE4242067A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-16 Bosch Gmbh Robert Steuerverfahren und -einrichtung für ein Fahrzeug
JPH06229302A (ja) * 1993-02-05 1994-08-16 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JPH06235343A (ja) * 1993-02-05 1994-08-23 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の混合気制御装置
JPH11241667A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Keihin Corp エンジン用吸気量制御装置
JPH11294193A (ja) * 1998-04-16 1999-10-26 Toyota Motor Corp ステップモータ式弁装置及びその異常判定方法
JP2001241654A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Sanyo Electric Co Ltd 燃焼装置
JP2012154512A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Corona Corp 混合弁制御装置
WO2015157936A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 Changzhou Ruize Microelectronics Co., Ltd A flow control valve servo mechanism based on a step motor and control method thereof
CN105339713A (zh) * 2014-04-16 2016-02-17 常州瑞择微电子科技有限公司 一种基于步进电机的流量控制阀伺服机构及其控制方法
JP2018127993A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社ケーヒン 電子制御装置
CN108832856A (zh) * 2018-06-15 2018-11-16 中国航发控制系统研究所 一种步进电机行程检测方法及检测装置
CN109557858A (zh) * 2018-12-10 2019-04-02 中国航发南方工业有限公司 Rvdt转换电路及电子控制器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5771861A (en) Apparatus and method for accurately controlling fuel injection flow rate
US8317156B2 (en) Metering valve arrangement
US20110023513A1 (en) Expansion valve for a refrigerant system
CN110067652B (zh) 一种航空发动机供油系统及供油控制方法
CN111749840B (zh) 一种调速器主配电气中位自动智能定位方法
CN104122531A (zh) 自适应处理雷达天线位置振荡的方法
KR20160073993A (ko) 분사 시스템의 인젝터를 동작시키는 방법
CN109488654B (zh) 一种电液执行器位移控制方法
US8656874B2 (en) Control device of actuator
CN113847177A (zh) 利用步进电机的发动机数控系统
CN106704011B (zh) 轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法
US5197439A (en) Method and device for open-loop control of a solenoid-valve regulated fuel-metering system
RU2490492C1 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем и система для его осуществления
US5207199A (en) Electronic fuel-injection device having read/write memory for storing actuator correction value
JPH03199646A (ja) エンジンのアイドル回転数制御装置
KR100339114B1 (ko) 캠축의각도위치를조절하는방법및장치
US3348375A (en) Gas turbine engine fuel control
CN115014791A (zh) 用于航空发动机压缩部件试验的静叶角度调节标定方法及角位移传感器安装方法
US20070107694A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
US5967118A (en) Method and system for absolute zero throttle plate position error correction
CN114893301B (zh) 小型涡扇发动机参控温度参数判故方法及冗余控制方法
CN116972038A (zh) 一种多缸同步比例阀非线性补偿系统及补偿方法
CN113341691B (zh) 一种汽轮机deh系统整定方法
CN116146357B (zh) 一种电动燃油泵前馈控制方法
CN116972921A (zh) 阀控水表及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication