DE3402358A1 - Isochronische gasturbinen-drehzahlregelung - Google Patents
Isochronische gasturbinen-drehzahlregelungInfo
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Description
Isochronische Gasturbinen-Drehzahlregelung
Die Erfindung bezieht sich auf Brennstoffregelungen für Gasturbinentriebwerke
und insbesondere auf solche Regelungen, die die Menge des dem Triebwerk in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit
der Triebwerksdrehzahl zugeführten Brennstoffs' regeln.
In einem Gasturbinentriebwerk wird Brennstoff in einem Brenner verbrannt, um Wärme zu erzeugen, die Antriebsgase zur Lieferung
von Schub expandiert. Das Triebwerk kann durch Zufuhr von mehr Brennstoff beschleunigt werden. Jedoch muß die Menge des
zusätzlichen Brennstoffs genau gesteuert werden, um einen sogenannten
überzogenen Zustand (Stall) des Triebwerks zu verhindern» Ein Triebwerksstall kann beispielsweise zu einer Zeit
auftreten, wenn das Triebwerk auf einer relativ kleinen Drehzahl ist» Zu dieser Zeit sind die metallischen Elemente, die
den Brenner umgeben, relativ kalt. Eine Zufuhr von mehr Brennstoff kann zu einer größeren Verbrennung führen, doch die durch
die Verbrennung erzeugte Wärme kann noch durch diese metallischen Elemente anstatt durch die Antriebsgase aufgenommen werden,
und infolgedessen ist die Vergrößerung der Gasexpansion relativ klein und das Triebwerk kann überzogen werden bzw. es
kann ein Strömungsabriß auftreten.
Wenn andererseits das Triebwerk für eine Zeit mit einer relativ hohen Drehzahl gelaufen ist und dann zeitweise auf eine
relativ kleine Drehzahl abgesenkt wird, und dann eine Beschleunigung durch Einspritzen von zusätzlichem Brennstoff
versucht wird, kann ein Strömungsabriß (Stall) aus anderen Gründen auftreten: Der vorhergehende Betriebszustand mit hoher
Drehzahl erhöhte den Brenner auf eine hohe Temperatur. Der Zustand mit niedriger Drehzahl erzeugt üblicherweise eine niedrige
Brennertemperatur, aber in diesem besonderen Fall hat sich das
Brennermetall noch nicht von der hohen Temperatur abgekühlt und es wirkt somit als ein Wärmereservoir. Wenn nun Brennstoff
bei dem Versuch, das Triebwerk zu beschleunigen, eingespritzt wird, können der verbrennende Brennstoff und auch die metallischen
Brennerelemente Wärme in die Antriebsgase einführen. Diese überschüssige bzw. zu große Wärme kann einen Strömungsabriß
(stall) im Triebwerk bewirken.
Weiterhin besteht unter allen Betriebszuständen eine Grenze
für die Brennstoffmenge, die in den Brenner eingespritzt werden kann. Wenn keine Grenze gesetzt wäre, wenn der Pilot eines
Flugzeuges eine augenblickliche Beschleunigung fordert, würde die Brennstoffregelung anderenfalls eine zu große Brennstoffmenge
in den Brenner injizieren, was wahrscheinlich zu einem Strömungsabriß im Triebwerk führt.
Eine klassische Methode der Beschleunigungsregelung, um einen Strömungsabriß zu verhindern, ist auf die Steuerung der Brennstoffzufuhr
als eine Funktion der Triebwerksdrehzahl gerichtet. Strömungsabrisse werden dadurch vermindert, daß Fehlergrenzen
in die Zufuhrgeschwindigkeit programmiert werden. Das heißt beispielsweise, daß die Geschwindigkeit der Brennstoffzufuhr
zu einem kalten Brenner durch das begrenzt wird, was ein heißer Brenner unter den gleichen Bedingungen tolerieren kann.
Somit verhindern diese Grenzwerte, daß Situationen auftreten, in denen zu wenig Brennstoff an einen kalten Brenner und zuviel
Brennstoff an einen heißen Brenner geliefert wird. Es ist jedoch klar, daß die Verwendung dieser Grenzwerte die
Erzielung der Beschleunigung verhindert, die theoretisch möglich ist: Der Brennstoff, der unter einem gegebenen Satz von
Betriebsbedingungen zugeführt wird, ist durch die Fehlergrenzen begrenzt, die im allgemeinen nicht auf die Zustände ansprechen,
die zu einer gegebenen Zeit vorherrschen.
Weiterhin sind keine zwei Triebwerke identisch und deshalb beschleunigen
sie unterschiedlich bei der gleichen zugeführten
Brennstoffmenge. Es ist möglich, die Beschleunigung der Triebwerke
abzutasten und zu steuern, da übermäßige Beschleunigung thermische Schwankungen bewirken kann, die die Lebensdauer der
Triebwerke verkürzen. Das Abtasten der Beschleunigung stellt ein Problem dar, da das Drehzahlsignal im allgemeinen eine hochfrequente
Rauschkomponente enthält, die verstärkt wird, wenn die zeitliche Ableitung zur Berechnung der Beschleunigung gebildet
wird. Somit ist die direkte Berechnung der angestrebten Beschleunigung mit Schwierigkeiten behaftet.
Darüber hinaus verwenden viele Triebwerksbrennstoffregelungen üblicherweise einen statischen Verdichterausgangsdruck (P3)
als einen Eingangsparameter. Dadurch entstehen wenigstens zwei Probleme: Erstens ist das durch den Druckwandler erzeugte Signal
im allgemeinen ein analoges Signal und muß digitalisiert werden? und zweitens sind die Druckwandler, die über dem erforderlichen
Druckbereich (etwa 0,7 bis 25 bar) genau sind, teuer.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Turbinentriebwerks—Brennstoff
regelung zu schaffen, die eine gleichförmigere Turbinenbeschleunigung über einem weiten Bereich von
Betriebsbedingungen gestattet. Dabei soll der Brennstoff gesteuert werden, der in Abhängigkeit von Parametern zugeführt
wird, zu1 denen die Triebwerksbeschleunigung gehört. Die Triebwerksbrennstof
fregelung soll nicht auf dem statischen Verdichterausgangsdruck als einer Ausgangsgröße ruhen. Die neue und
verbesserte Triebwerksbrennstoffregelung soll den Brennstoff begrenzen, der zu einer gegebenen Zeit dem Triebwerk zugeführt
wird»
Erfindungsgemäß wird eine Turbinentriebwerksregelung geschaffen, die in Abhängigkeit von einem Signal arbeitet, das ein Maß für
eine gewünschte Brennstoffzuführgeschwindigkeit ist, und die
die Menge des dem Triebwerk zugeführten Brennstoff als eine Funktion der Triebwerksbeschleunigung und als eine Funktion anderer
Betriebsbedingungen regelt.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Die Figur ist eine schematische Darstellung von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Verbindung mit einem Gasturbinentriebwerk
gezeigt ist.
Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Eingangssignal, das eine gewünschte Drehzahl
eines Turbinentriebwerks 3 darstellt, auf einem Leiter 4 vorhanden
und wird dem positiven Eingang (+) einer Summierstelle
7 zugeführt. Das Eingangssignal auf dem Leiter 4 kann durch den Piloten eines Flugzeuges geliefert werden» Die Ausgangsgröße
der Summierstelle 7 wird einem Multiplizierblock 9 zugeführt, dessen Ausgangsgröße einem Eingang eines Minimum-Wählers
12 zugeführt wird. Ein Signal, das auf einer Leitung 15
vorhanden ist und von einem Maximum-Meßventil-Geschwindigkeitsprogramm 16 entnommen ist, wird dem positiven Eingang (+) einet
Summierstelle 18 zugeführt, dessen Ausgangsgröße einem Multiplizierblock
21 zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße dem anderen Eingang des Minimum-Wählers 12 zugeführt wird. Die Summierstelle
18, wie auch alle anderen hier beschriebenen Summierstellen, haben die Funktion, das Signal an ihrem negativen
Eingang von demjenigen zu subtrahieren, das an ihrem positiven Eingang anliegt. Der Wähler 12 hat die Funktion, das kleinste
seiner zwei Eingangssignale auszuwählen und dieses Signal seinem Ausgang 24 als ein erstes Wählsignal zuzuführen. Die Wirkung
des Wählers 12 besteht darin, das durch den Ausgang 24 erzielbare Maximum auf den Wert des Signals auf der Leitung 15 zu
begrenzen, das durch die Summierstelle 18 und den Multiplizierer 21 modifiziert wird.
Der Ausgang 24 des Minimum-Wählers 12 ist mit einem Eingang eines Maximum-Wählers 27 verbunden. Ein Signal, das auf der
Leitung 30 anliegt und das von einem Minimum-Meßventil-Geschwindigkeitsprogramm 31 entnommen ist, wird dem positiven
Eingang (+) einer Summierstelle 33 zugeführt. Die Ausgangsgröße
der Summierstelle 33 wird einem Multiplizierblock 35 zugeführt, dessen Ausgangsgröße dem anderen Eingang des Maximum-Wählers
27 zugeführt wird. Der Maximum-Wähler 27 wählt das größte
an
seiner zwei Eingangssignale aus und leitet es/seinen Ausgang
38 als ein zweites Wählsignal. Die Wirkung des Wählers 27 besteht darin, das durch den Ausgang 38 erzielbare Minimum auf
den Wert des Signals auf der Leitung 30 zu begrenzen, das durch die Summierstelle 33 und den Multiplizierer 35 modifiziert wird.
Der Ausgang 38 ist mit einem Eingang eines Minimum-Wählers 41 verbunden. Der andere Eingang des Minimum-Wählers 41 ist mit
einer Leitung 44 verbunden, die ein Signal führt, das von einem Maximum-Beschleunigungsprogram 47 entnommen ist. Der Minimum-Wähler
41 wählt das kleinste Signal seiner zwei Eingangssignale aus und leitet es an den Ausgang 49 als ein drittes Wählsignal.
Eine Wirkung des Wählers 41 besteht darin, das an seinem Ausgang 49 erreichbare Maximum auf einen Grenzwert zu begrenzen,
der durch das Programm 47 festgelegt wird.
Der Ausgang 49 ist mit einem der Eingänge eines Maximum-Wählers 52 verbunden. Der andere Eingang des Maximum-Wählers 52 steht
mit einer Leitung 55 in Verbindung, die ein Signal führt, das von einem Minimum-Beschleunigungsprogramm 58 (das auch als ein
Abbremsprogramm bezeichnet werden kann) erhalten wird. Der Maximum-Wähler 52 wählt das größere der zwei Eingangssignale
aus und leitet es an seinen Ausgang 60 als ein viertes Wählsignal . Eine Wirkung des Wählers 52 besteht darin, das an
seinem Ausgang 60 erreichbare Minimum auf einen Grenzwert zu begrenzen, der durch das Programm 58 bestimmt wird.
Der Ausgang 60 ist mit dem Eingang eines Integrators 6 3 verbunden.
Die Ausgangsgröße 64 des Integrators 63 (d. h. ein vorläufiges Ausgangssignal) wird durch eine Leitung 65 zum negativen
Eingang (-) der Summierstelle 7 rückgeführt. Der Ausgang 64 des Integrators 63 ist weiterhin mit dem positiven
Eingang (+) einer Summierstelle 68 verbunden, deren negativer
Eingang (-) mit einer Leitung 71 verbunden ist. Die Leitung führt ein Signal, das die tatsächliche oder Ist-Drehgeschwindigkeit
einer Komponente, wie beispielsweise eine umlaufende Bläserschaufel oder eine Verdichterschaufel in dem Turbinentriebwerk
3, angibt,und diese Drehzahl bzw. Geschwindigkeit ist die steuerbare Variable in diesem System.
Der Ausgang der Summierstelle 68 ist mit einem Eingang einer dynamischen Kompensationseinrichtung, wie beispielsweise einem
Stabilisatorblock 73, verbunden, deren Ausgangsgröße dem Eingang eines Integrators 75 zugeführt und durch eine Leitung 77
zu dem negativen Eingängen (-) der Summierstellen 18 und 33 rückgeführt wird. Der Stabilisatorblock 73 hat vorzugsweise
die folgende übertragungsfunktion:
1 +
1 + St2
darin ist S die komplexe Frequenzvariable und t.. und t_ sind
Zeitkonstanten, die durch klassische Frequenzbereichstechniken, wie beispielsweise Bode-Analyse oder Nyquist-Kriterien, berechnet
werden können. Der Stabilisatorblock 73 vermindert die Wir1-kungen
von transienten Signalschwankungen. Der Ausgang des Integrators 75 ist mit einer Brennstoffregeleinrichtung 79 verbunden,
die die Menge des Brennstoffes steuert bzw. regelt, die dem Brenner (nicht gezeigt) des Gasturbinentriebwerkes zugeführt
wird. Vorzugsweise ist die in kg/sek zugeführte Brennstoffmenge proportional zu dem Ausgangssignal des Integrators
75. Es sei darauf hingewiesen, daß das Signal am Eingang zum Integrator 75 propotional zur zeitlichen Ableitung der Geschwin
digkeit der Brennstoffzufuhr ist. Da also die Drehgeschwindigkeit des Triebwerks 13 stark abhängig ist von der Geschwindigkeit
der Brennstoffzufuhr und da die zeitliche Ableitung dieser Drehzahl bis zu einem hohen Grad abhängig ist von der zeit
lichen Ableitung dieser Brennstoffzuführgeschwindigkeit, ist
das Signals am Eingang zum Integrator 75 ein Maß für die zeitliche Ableitung der Triebwerksdrehgeschwindigkeit, d. h. der
Triebwerksbeschleunigung. Deshalb wird die Triebwerksbeschleu-
— Λ —
nigung geregelt durch eine präzise Regelung der zeitlichen Ableitung
der Brennstoffzuführgeschwindigkeit, wodurch eine direkte
Meßung der Triebwerksbeschleunigung nicht erforderlich ist ο
Es wird nun die Arbeitsweise der in der Figur dargestellten Einrichtung erläutert. Die Maximum- und Minimum-Brennstoffmeßventil-Geschwindigkeitsprogramme
16 und 31 und auch die Maximum- und Minimum-Beschleunigungsprogramme 47 und 58 berücksichtigen
jeweils verschiedene Triebwerksbetriebsparameter, wie beispielsweise gewählte Temperaturen, Drucke und Triebwerkskomponentengeschwindigkeiten
gemäß einer vorbestimmten Programmierung. Die Werte der Parameter werden durch Wandler (nicht gezeigt) abgetastet.
Das jeweilige Programm hängt von vielen Faktoren ab einschließlich der Charakteristiken des Triebwerks und technischer
Überlegungen beispielsweise bezüglich der zulässigen BrennstoffStrömung für verschiedene Betriebsbedingungen. Der
Aufbau der Programme 16, 31, 47 und 51 ist bekannt wie auch die Art und Weise ihrer Programmierung. Beispielsweise sind
diese Programme so, wie es als Bläserdrehzahlprogramm 33 in der US-PS 4 184 327 beschrieben ist.
Auf die abgetasteten Parameterwerte hin generieren die Programme Signale, die die maximalen und minimalen Brennstoffmengen
angeben, die unter den laufenden Betriebsbedingungen zulässig sind, um Ereignisse wie Strömungsabrißzustände (stalling)
im Triebwerk und über- und Unterbeschleunigungen zu verhindern«, Die maximalen und minimalen Signale der Programme
und 31 werden an den Summierstellen 18 und 33 durch das auf der Leitung 77 vorhandene Rückführungssignal modifiziert. Dieses
Rückführungssignal, unter Außerachtlassung der Wirkung des Stabilisatorblocks 73, reflektiert den Unterschied zwischen
dem vorläufigen Ausgangssignal (nämlich das am Ausgang des Integrators 63 vorhandene) und der tatsächlichen bzw. Isttriebwerksdrehzahl
(die auf der Leitung 71 vorhanden ist). Diese so modifizierten maximalen und minimalen Signale werden
dann durch die Multiplizierblöcke 21 und 35 gewichtet oder
skaliert. Die Ausgangsgröße des ersten Blocks wird dem Minimum-Wähler
12 und die Ausgangsgröße des letzten Blocks 35 wird dem Maximum-Wähler 27 zugeführt. Die Skalierung durch die Multiplizierblöcke
9, 21 und 35 hat die Wirkung, daß der Pegel der von ihnen empfangenen Signale eingestellt (d. h. skaliert)wird,
so daß diese Signale mit anderen Signalen in anderen Komponenten des Systems als dem Maximum-Wähler 27 kompatibel sind.
Das auf dem Leiter 4 vorhandene Eingangssignal wird üblicherweise durch eine Einrichtung unter der Steuerung der Turbinen-Bedienungsperson,
beispielsweise von einem Piloten eines Düsenflugzeuges, erzeugt, obwohl das Eingangssignal auch durch andere
automatisierte Einrichtungen erzeugt werden könnte. Das Eingangssignal ist ein Maß für eine Turbinendrehzahl, die durch
den Piloten gewünscht wird. Von diesem Signal der Soll-Turbinendrehzahl an der Summierstelle 7 wird das Ausgangssignal des
Integrators 63 subtrahiert. Das dabei entstehende Signal wird durch den Multiplizierblock 9 gewichtet bzw. skaliert und dem
Minimum-Wähler 12 zugeführt.
Die Minimum- und Maximumwähler 12 und 27 haben die Funktion,
die Ausgangsgröße der Summierstelle 7, die ein Drehzahlfehlersignal ist, mit Maximum- und Minimumgrenzen in Verbindung zu
bringen, die durch die Pläne bzw. Programme 16 und 31 festgelegt sind. Dies bedeutet, daß die Minimum- und Maximumwähler
12 und 27 tatsächlich das durch die Summierstelle 27 gelieferte Drehzahl-Fehlersignal zwischen den zwei Signalen, die auf den
Leistungen 15 und 30 anliegen, eingrenzen oder einordnen. Das erste eingeordnete Signal, nämlich dasjenige am Ausgang 38 des
Maximumwählers 27, wird ferner eingegrenzt oder eingeordnet
durch Maximum- und Minimum-Wähler 52 und 41 zwischen den Signalen, die auf den Leitungen 44 und 55 vorhanden sind, nämlich
den Signalen, die die maximalen und minimalen Beschleunigungen angeben, die unter den vorhandenen Betriebsbedingungen zulässig
sind und die durch die Programme 47 und 58 festgelegt sind. Mit anderen Worten haben die Schaltungselemente zwischen dem
Leiter 4 und dem Integrator 63 die Funktion, die Wirkung oder
den Einfluß des Soll-Drehzahlsignals des Triebwerks zu begrenzen.
Das zweite eingegrenzte oder eingeordnete Signal, nämlich das
am Eingang des Integrators 63 vorhandene und das bearbeitet ist, so daß es innerhalb der Grenzen eingegrenzt bzw. eingeordnet
ist, die durch die Programme 16, 31, 47 und 58 festgelegt sind,
wird durch den Integrator 63 integriert, um ein vorläufiges Eingangssignal am Ausgang 64 zu liefern, und das vorläufige
Ausgangssignal wird dann an der Summierstelle 68 aktualisiert, indem davon die Ist-Triebwerksdrehzahl subtrahiert wird. Die
Ausgangsgröße der Summierstelle 68 wird dem Stabilisatorblock 73 zugeführt, der die Stabilität des Signals in bekannter Weise
vergrößert, und das stabilisierte Signal wird dann auf der Leitung 77 rückgeführt, um die Wirkung der Maximum- und Minimum-Meßventil-Geschwindigkeitsprogramme
zu modifizieren. Das Ausgangssignal des Stabilisators 73 wird dann durch den Integrator
75. integriert, um als ein Signal zur Steuerung der Brennstoffzufuhr der BrennstoffZufuhrregeleinrichtung 79 zugeführt
zu werden. Diese Einrichtung 79 regelt die dem Turbinentriebwerk 3 zugeführte Brennstoffmenge und enthält ein Ventil (nicht
gezeigt), das die Brennstoffsteuerungsfunktion unterstützt.
Somit regelt die erfindungsgemäße Regeleinrichtung eine steuerbare,
Variable, wie beispielsweise die Triebwerkdrehzahl, indem dem *
der /Gasturbinentriebwerk zugeführte Brennstoff in Abhängigkeit
von einem Befehl der Bedienungsperson verändert wird. Dem zugeführten Brennstoff werden maximale und minimale Grenzen auferlegt,
die durch Brennstoff-Meßventil-Geschwindigkeitsprogramme festgelegt werden, deren Zweck darin besteht, die Brennstoff
strömungsgeschwindigkeit einzugrenzen oder einzuordnen, und weiterhin werden dem Brennstoff Grenzen gesetzt, die durch
Maximum- und Minimum-Triebwerksbeschleunigungsprogramme festgelegt werden. Somit wird ein Regelkreis angegeben, der drei
Rückführungsquellen aufweist: Die Ausgangsgröße des Integrators 63, die zur Summierstelle 7 rückgeführt wird, die Eingangsgröße
des Integrators 75, die zu den Summierstellen 18 und 33 rückge-
führt wird, und die Ist-Triebwerksdrehzahl, die auf der Leitung
71 zur Summierstelle 68 rückgeführt wird.
Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Regelungsanordnung wird durch den Integrator 63 (und seiner zugehörigen Rückführungsschleife
zum Eingangssignal durch die Summierstelle 7) geliefert. Ein Grund hierfür besteht darin, daß das vorläufige
Ausgangssignal an der Leitung 64 einen zeitlichen Verlauf der Soll-Triebwerksdrehzahl darstellt. Der Verlauf (Trajectorie)
wird konstant durch Rückführung und durch die Programme 16, 31,
47 und 58 modifiziert, so daß die durch die Programme festgelegten Grenzen nahezu gleichzeitig und konstant gehalten werden.
Weiterhin wird die Triebwerksbeschleunigung indirekt als ein Eingangssignal zur erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet,
ohne daß tatsächlich die Beschleunigung selbst gemessen wird.
Es wird also eine Regelungsanordnung angegeben, die ein Drehzahlfehlersignal
auf wenigstens zwei Wegen begrenzt. Erstens wird das Fehlersignal zwischen oberen und unteren Bremsstoff*·
Strömungsgrenzen eingegrenzt oder eingeordnet. Zweitens wird das Fehlersignal zwischen oberen und unteren Triebwerksbeschleunigungsgrenzen
eingegrenzt. Das so eingegrenzte Fehlersignal wird integriert, durch die Ist-Drehzahl des Triebwerks
modifiziert, stabilisiert und wieder integriert und dann einer Brennstoffsteuerung zugeführt, um die Menge des einem Triebwerk
zugeführten Brennstoffs zu steuern bzw. zu regeln.
Leerseite -
Claims (9)
- Ansprüche.!Einrichtung zum Regeln eines Brennstoffzufuhrsignals in einem Gasturbinentriebwerk
gekennzeichnet durch:(a) Mittel (7, 9) zum Empfangen eines Eingangssignals, das ein Maß für eine Soll-Brennstoff zuführgeschwindigkeit zum Triebwerk ist,(b) Brennstoffzufuhrgeschwindigkeit-Begrenzungsmittel (12, 27) zum Begrenzen des Einflusses des Eingangssignals zwischen Grenzwerten, die maximale und minimale Brennstoff zuf uhrgeschwindigkeiten angeben, und(c) Beschleunigungsbegrenzungsmittel (41, 52) zum Eingrenzen des Einflusses des Eingangssignals zwischen Grenzwerten, die maximale und minimale Triebwerksbeschleunigungen angeben. - 2. Einrichtung nach Anspruch 1,gekennzeichnet durch einen ersten Integrator (63) zum Integrieren des nach den Merkmalen (b) und (c) eingegrenzten Signals zur Erzeugung eines vorläufigen Ausgangssignals.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2,gekennzeichnet durch eine Rückführungseinrichtung (65) zum Modifizieren des Eingangssignals gemäß dem vorläufigen Ausgangssignal.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3,gekennzeichnet durch eine Einrichtung (68) zum Modifizieren des vorläufigen Ausgangssignals gemäß der Drehgeschwindigkeit einer vorbestimmten Triebwerkskomponente .
- 5= Einrichtung nach Anspruch 4,• gekennzeichnet durch Mittel (77) zum Modifizieren der durch die Brennstoffgeschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung festgelegten Grenzwwerte gemäß einem Signal, das von dem vorläufigen Ausgangssignal abgeleitet ist.
- 6« Einrichtung nach Anspruch 5,gekennzeichnet durch einen zweiten Integrator (75) zum Integrieren eines von dem vorläufigen Ausgangssignal abgeleiteten Signals und zum Erzeugen eines Signals zum Steuern der Brennstoffzufuhr.
- 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 zum Regeln der Drehzahl eines Gasturbinentriebwerks auf eine Solldrehzahl, die durch ein Eingangssignal angegeben ist, gekennzeichnet durch: (a) eine erste Multipliziereinrichtung (9), die ein von dem Eingangssignal abgeleitetes Signal mit einer gewählten Zahl multipliziert,(b) eine Maxjjnum-Brennstoffprogrammeinrichtung (16), die ein maximales Brennstoff-Geschwindigkeitssignal gemäß einer vorbestimmten Funktion gewählter Triebwerksbetriebsparameter erzeugt,(c) eine zweite Multipliziereinrichtung (21), die das maximale Brennstoffgeschwindigkeitssignal mit einer gewählten Zahl multipliziert,(d) eine Minimum-Brennstoffprogrammeinrichtung (31), die ein minimales Brennstoffgeschwindigkeitssginal gemäß einer vorbestimmten Funktion gewählter Triebwerksbetriebsparameter erzeugt,(e) eine dritte Multipliziereinrichtung (35), die das minimale Brennstoffgeschwindigkeitssignal mit einer gewählten Zahl multipliziert,(f) eine erste Wähleinrichtung, die das kleinere des abgeleiteten Signals gemäß Merkmal (a) und des multiplizierten Maximum-Brennstoffgeschwindigkeitssignal gemäß Merkmal (c) auswählt und ein erstes Wählsignal als Maß dafür erzeugt,(g) eine zweite Wähleinrichtung (27), die das größere von dem ersten Wählsignal gemäß Merkmal (f) und dem multiplizierten Minimum-Brennstoffgeschwindigkeitssignal gemäß Merkmal (e) auswählt und ein zweites Wählsignal als Maß dafür erzeugt,(h) eine Maximum-Triebwerksbeschleunigungsprogrammeinrichtung (47) , die ein maximales Triebwerksbeschleunigungssignal gemäß einer vorbestimmten Funktion gewählter Triebwerksbetriebsparameter erzeugt,(i) eine Minimum-Triebwerksbeschleunigungs-Programmeinrichtung (58), die ein minimales Triebwerksbeschleunigungssignal gemäß einer vorbestimmten Funktion gewählter Triebwerksbetriebsparameter erzeugt,(j) eine dritte Wähleinrichtung (41), die das kleinere von dem zweiten Wählsignal gemäß Merkmal (g) und dem maximalen Triebwerksbeschleunigungssignal gemäß Merkmal (h) auswählt und ein drittes Wählsignal als Maß davon erzeugt,(k) eine vierte Wähleinrichtung (52), die das größere von dem dritten Wählsignal gemäß Merkmal (j) und dem minimalen Triebwerksbeschleunigungssignal gemäß Merkmal (i) auswählt und ein viertes Wählsignal als Maß dafür erzeugt,(1) einen ersten Integrator (63) , der das vierte Wählsignal gemäß Merkmal (k) über der Zeit integriert zur Erzeugung eines vorläufigen Ausgangssignals,(m) eine erste Rückführungseinrichtung (65), die das Eingangssignal gemäß dem vorläufigen Ausgangssignal gemäß Merkmal (1) modifiziert,(n) eine Aktualisierungseinrichtung (68), die das vorläufige Ausgangssignal gemäß der vorhandenen Triebwerksdrehzahl aktualisiert,(o) eine dynamische Kompensationseinrichtung (73), die das aktualisierte vorläufige Ausgangssignal gemäß Merkmal (n) stabilisiert,(p) eine zweite Rückführungseinrichtung (77) , die sowohl die maximalen als auch die minimalen Brennstoffgeschwindigkeitssignale gemäß dem stabilisierten, aktualisierten vorläufigen Ausgangssignal gemäß Merkmal (o) modifiziert,(g) einen zweiten Integrator (75), der das stabilisierte, aktualisierte vorläufige Ausgangssignal gemäß Merkmal (o) über der Zeit integriert zur Erzeugung eines Ausgangssignals und(r) eine Brennstoffregeleinrichtung (79) , die den dem Triebwerk zugeführten Brennstoff gemäß dem Ausgangssignal regelt bzw. steuert.
- 8. Verfahren zum Regeln des einem Gasturbinentriebwerk zugeführten Brennstoffs,dadurch gekennzeichnet, daß (a) ein integriertes Signal erzeugt wird, das ein Maß für die zeitliche Ableitung des dem Triebwerk zugeführten Brennstoffs ist, und(b) der Brennstoff dem Triebwerk mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die dem integrierten Signal gemäß Merkmal (a) im wesentlichen proportional ist.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, zum Regeln einer steuerbaren Variablen auf einen Sollwert in Abhängigkeit von einem Eingangssignal,
dadurch gekennzeichnet, daß(a) das Eingangssignal verarbeitet wird zur Erzeugung eines bearbeiteten Signals mit einem Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs,(b) ein vorbestimmtes Ausgangssignal erzeugt wird, dessen zeitliche Ableitung im wesentlichen gleich dem Wert des verarbeiteten Signals ist,(c) von dem Eingangssignal ein Signal subtrahiert wird, das von dem vorläufigen Ausgangssignal abgeleitet wird,(d) von dem vorläufigen Ausgangssignal ein Signal subtrahiert wird, das von der steuerbaren Variablen abgeleitet ist,(e) der vorbestimmte Bereich gemäß Merkmal (a) gemäß dem subtrahierten vorläufigen Ausgangssignal gemäß Merkmal (d) modifiziert wird,(f) ein Ausgangssignal mit einer zeitlichen Ableitung erzeugt wird, die eine Funktion des vorläufigen Ausgangssignals nach der Subtraktion gemäß Merkmal (d) ist, und(g) die steuerbare Variable gemäß dem Ausgangssignal modifiziert wird.
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