CN114837822A - 一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空发动机起动控制技术领域，具体涉及一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法及系统。所述方法包括步骤S1、获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值；步骤S2、根据给定的初始供油量调整步长及轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；步骤S3、确定下调后的地面起动供油量；步骤S4、基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；步骤S5、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；步骤S6、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。本申请降低了地勤维护人员的调整工作量。

Description

一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法及系统
技术领域
本申请属于航空发动机起动控制技术领域，具体涉及一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法及系统。
背景技术
地面起动时，航空发动机初始供油量(即点火供油量)直接影响发动机点火可靠性和压气机工作稳定性。初始供油量过多，会导致燃烧室富油点火不成功或压气机出现失速，从而导致发动机起动失败；初始供油量过少，会导致燃烧室贫油点不着火或者熄火，发动机冷悬挂起动失败。航空发动机的初始供油量是否合适受附件供油精度、压气机的稳定工作裕度、发动机冷热态以及使用环境等重多因素的影响，很难能够精确给出适用于所有发动机的初始供油量。因此，为了保证不同附件供油精度、不同使用环境下发动机的起动可靠性，需要对发动机进行人工适应性调整，不仅会增加地勤维护人员的工作量(下载数据、判读、调整规律和地面开车验证等)，还会导致初始供油量不合适导致的“轻微异常”进一步恶化，影响发动机的起动成功率和用户出勤率。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法及系统，通过对发动机相关参数进行判读，识别出发动机地面起动过程中的“轻微异常”，自适应调整发动机的初始供油量，从而保证发动机后续起动过程点火可靠和压气机的工作稳定。
本申请第一方面提供了一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，主要包括：
步骤S1、获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；
步骤S2、根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；
步骤S3、确定下调后的地面起动供油量；
步骤S4、基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；
步骤S5、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S6、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
优选的是，步骤S2进一步包括：
步骤S21、获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；
步骤S22、根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；
步骤S23、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S24、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
优选的是，步骤S3中，确定下调后的地面起动供油量包括：
确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；
选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
优选的是，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
本申请第二方面提供了一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，主要包括：
轻微异常统计值获取模块，用于获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；
下调量计算模块，用于根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；
供油量计算模块，用于确定下调后的地面起动供油量；
起动控制模块，用于基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；
起动参数获取模块，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
轻微异常统计值更新模块，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
优选的是，所述下调量计算模块进一步包括：
连续异常统计值获取单元，用于获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；
初始供油量调整步长修正单元，用于根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；
起动参数获取单元，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
连续异常统计值更新单元，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
优选的是，所述供油量计算模块包括：
基于下调量的供油量计算单元，用于确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；
供油量选取单元，用于选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
优选的是，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
本申请可以提前识别出初始供油量不合适导致的“轻微异常”，及时进行自适应调整，极大的节省了地勤人员工作量，提高了出动效率。
附图说明
图1是本申请发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请第一方面提供了一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，如图1所示，主要包括：
步骤S1、获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；
步骤S2、根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；
步骤S3、确定下调后的地面起动供油量；
步骤S4、基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；
步骤S5、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S6、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
由于每次地面起动过程中，仅存在一次初始供油，本申请通过步骤S1-S4中对本次起动过程中根据之前的“轻微异常”判断，进行供油调整，通过步骤S5-S6进行轻微异常更新，以便于下一次起动过程中对初始供油量进行调整。另外，由于本次调整后，未进行起动过程验证，需要限制每次起动过程仅进行一次调整，防止调整过量，因此供油下调量通过两个参数共同确定，即在步骤S2中，可以通过初始供油量调整步长与轻微异常统计值的乘积来计算下调量。
另外需要说明的是，起动过程中，由于无法准确识别出是由于初始油量异常导致的起动失败，还是由于人为拉停导致的起动失败，因此，本申请仅适用于对初始供油量偏多的“轻微异常”进行自适应调整。
本申请在步骤S5及步骤S6中，给出了发动机地面起动是否异常的判定标准，通过对比发动机起动过程正常和异常数据(初始供油量不合适导致)可知：在发动机起动过程出现异常时，同样的发动机状态下，其发动机排气温度的变化量△T6(T6后一时刻－T6前一时刻)和发动机高压转速的变化量△n2(n2后一时刻－n2前一时刻)的比值会明显大于起动正常时的值。因此，可以通过对比△T6和△n2的比值与给定的轻微异常判据，识别出发动机起动过程的轻微异常状态。
在一些可选实施方式中，步骤S2进一步包括：
步骤S21、获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；
步骤S22、根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；
步骤S23、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S24、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
可以理解的是，本实施例根据发动机调试经验，初步确定在发动机起动过程中出现“轻微异常”后，初始供油量下调量值△Wf_init。当发动机连续2次出现“轻微异常”时，自适应调整△Wf_init需要进行修订，通过△Wf_init*k作为新的△Wf_init，以便能够适应发动机个体差异。同样道理，连续异常统计值与轻微异常统计值都需要进行更新。
即如果count_连续异常＞1，则：△Wf_init＝△Wf_init*k，并且count_连续异常＝0。
其中，△Wf_init为步骤S2给出的系统给定的初始供油量调整步长，上述公式为计算机的赋值公式，表示将等号右边的计算结果赋值给等号左边的变量，k为初始供油量调整步长自适应调整系数。
在一些可选实施方式中，步骤S3中，确定下调后的地面起动供油量包括：
确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；
选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
需要说明的是，本申请为了保证控制系统调整的安全性，需要增加初始供油量的最小值保护线进行限制，以防止在异常情况下控制系统调整过量出现的风险，例如将初始供油量Wf_initDem设置为：
Wf_initDem＝max(Wf_init-count_轻微异常*△Wf_init,Wf_initDem_min)；
其中，Wf_init为未采用本申请前系统给定的初始供油量，count_轻微异常为步骤S1给出的轻微异常统计值，△Wf_init为步骤S2给出的系统给定的初始供油量调整步长，Wf_initDem_min为最小允许量。
在一些可选实施方式中，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
本申请第二方面提供了一种与上述方法对应的发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，主要包括：轻微异常统计值获取模块，用于获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；下调量计算模块，用于根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；供油量计算模块，用于确定下调后的地面起动供油量；起动控制模块，用于基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；起动参数获取模块，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；轻微异常统计值更新模块，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
在一些可选实施方式中，所述下调量计算模块进一步包括：连续异常统计值获取单元，用于获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；初始供油量调整步长修正单元，用于根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；起动参数获取单元，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；连续异常统计值更新单元，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
在一些可选实施方式中，所述供油量计算模块包括：基于下调量的供油量计算单元，用于确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；供油量选取单元，用于选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
在一些可选实施方式中，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
本申请可以提前识别出初始供油量不合适导致的“轻微异常”，及时进行自适应调整，极大的节省了地勤人员工作量，提高了出动效率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，其特征在于，包括：
步骤S1、获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；
步骤S2、根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；
步骤S3、确定下调后的地面起动供油量；
步骤S4、基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；
步骤S5、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S6、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
2.如权利要求1所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：
步骤S21、获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；
步骤S22、根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；
步骤S23、获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
步骤S24、根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
3.如权利要求1所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，其特征在于，步骤S3中，确定下调后的地面起动供油量包括：
确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；
选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
4.如权利要求1所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整方法，其特征在于，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
5.一种发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，其特征在于，包括：
轻微异常统计值获取模块，用于获取预先存储在机载系统中的轻微异常统计值，所述轻微异常统计值为表征历次发动起地面起动异常次数的参数，初始值为0；
下调量计算模块，用于根据给定的初始供油量调整步长及所述轻微异常统计值确定相比于原始地面起动供油的下调量；
供油量计算模块，用于确定下调后的地面起动供油量；
起动控制模块，用于基于下调后的地面起动供油量对发动机进行地面起动供油；
起动参数获取模块，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
轻微异常统计值更新模块，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述轻微异常统计值加1，并存储在机载系统中。
6.如权利要求5所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，其特征在于，所述下调量计算模块进一步包括：
连续异常统计值获取单元，用于获取预先存储的连续异常统计值，所述连续异常统计值为表征历次发动起地面起动时连续异常次数的参数，初始值为0；
初始供油量调整步长修正单元，用于根据所述连续异常统计值修订所述初始供油量调整步长，其中，当所述连续异常统计值大于1时，将所述初始供油量调整步长乘以预设倍数k，k>1，同时将所述连续异常统计值归零；
起动参数获取单元，用于获取本次发动机地面起动过程中发动机排气温度变化量与发动机高压转速变化量的比值；
连续异常统计值更新单元，用于根据所述比值与给定的轻微异常判据阈值确定本次发动机地面起动是否异常，若异常，则将所述连续异常统计值加1，并存储在机载系统中。
7.如权利要求5所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，其特征在于，所述供油量计算模块包括：
基于下调量的供油量计算单元，用于确定基于下调量计算的发动机地面起动供油的第一供油量；
供油量选取单元，用于选取所述第一供油量与给定的最小允许量之间的最大值作为所述下调后的地面起动供油量，所述最小允许量是指由发动机起动供油量最小值保护线给定的防止过度调整的参数。
8.如权利要求5所述的发动机地面起动初始供油量的自适应调整系统，其特征在于，所述轻微异常判据阈值通过试验或者仿真获得。
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