EP4627203A1 - Procédé de commande et dispositif de commande d'une turbomachine hybride - Google Patents

Procédé de commande et dispositif de commande d'une turbomachine hybride

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Publication number
EP4627203A1
EP4627203A1 EP23820979.5A EP23820979A EP4627203A1 EP 4627203 A1 EP4627203 A1 EP 4627203A1 EP 23820979 A EP23820979 A EP 23820979A EP 4627203 A1 EP4627203 A1 EP 4627203A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
low
pressure shaft
sequence
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
EP23820979.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Seif Eddine BENATTIA
Rudy Charles André AULNETTE
Christophe LABBE
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.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP4627203A1 publication Critical patent/EP4627203A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
    • B64D31/16—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft for electric power plants
    • B64D31/18—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft for electric power plants for hybrid-electric power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/76—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
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    • F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/03—Purpose of the control system in variable speed operation

Definitions

  • FIG. 1 is a schematic representation of a control device according to one embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of acceleration control monitoring according to one embodiment of the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a control device according to one embodiment of the invention in which a hybrid turbomachine 1 comprises a high-pressure motor shaft and a low-pressure motor shaft .
  • the low-pressure motor shaft is moved by a thermal drive and an electric drive.
  • the thermal drive also acts on the high-pressure motor shaft.
  • the high-pressure motor shaft can also be set in motion by a dedicated electric drive.
  • the invention relates to hybrid control of the low-pressure shaft.
  • the low-pressure shaft can be considered, from a control point of view, as a multivariable system comprising two control or input quantities: ⁇ a fuel flow command “WF”, referenced 9 in Figure 1, sent to a local loop of a metering device of the hybrid turbomachine 1, ⁇ an electric torque control “TRQ”, referenced 11 in Figure 1, to be applied by an electric machine to the low-pressure shaft.
  • the hybrid turbomachine 1 has several output quantities which must be regulated and/or limited, such as in particular a speed of the high-pressure engine shaft, possibly a pressure at the combustion chamber inlet.
  • Control device A control device 3 capable of controlling the high-pressure shaft is shown in Figure 1.
  • the operation of the high-pressure shaft is regulated using input quantities, shown in Figure 1 arriving in the hybrid turbomachine 1 on the “IN” side, and output quantities, represented in Figure 1, exiting into the hybrid turbomachine 1 on the “OUT” side.
  • the input quantities used are a fuel flow and an electrical torque.
  • the control device 3 provides the hybrid turbomachine 1 with the fuel flow control 9 to be sent into the combustion chamber and the electric torque control 11 to be applied by the electric machine to the low-pressure shaft.
  • a setpoint is a continuous curve or a temporal sequence of values representing a desired temporal evolution of an output quantity, such as for example a desired temporal evolution of the speed of the low-pressure shaft, namely an angular speed of the low-pressure shaft.
  • the setpoint can be associated with a particular maneuver such as takeoff, landing, etc.
  • the control device 3 can also receive a measurement of the external pressure 6.
  • the control device 3 can construct an indicator, for example a transient detection indicator signaling an operating speed where the engine parameters vary significantly (takeoff, maneuver, crossing of air gaps, landing, etc.), a fuel flow limitation indicator or fuel saturation indicator signaling that this flow can no longer be increased or also an electrical torque limitation indicator or electrical saturation indicator signaling that the electrical torque can no longer be increased.
  • the control device 3 can also be closed.
  • the control device 3 can receive, as input, ⁇ the fuel flow command 9, along a fuel return line 17, and/or ⁇ the electric torque command 11, along an electric torque return line 15.
  • control device 3 has an incremental operation in that the fuel flow control 9 and the electric torque control 11 determined at a step k use the fuel flow control 9 and the torque control electrical 11 determined at a step k-1, temporally preceding step k.
  • the control device 3 may comprise, for example, a memory 31 configured to record: ⁇ a sequence of speed instructions for the low-pressure shaft 7, in particular the temporal evolution of the angular speed of the low-pressure shaft of the hybrid turbomachine 1, ⁇ a sequence of measurements of the speed of the high-pressure shaft 4, in particular the temporal evolution of the angular speed of the high-pressure shaft received from the hybrid turbomachine 1, and/or ⁇ a sequence of measurements of the speed of the low-pressure shaft 5, in particular the temporal evolution of the angular speed of the low-pressure shaft received from the hybrid turbomachine 1.
  • the memory 31 can also record indicators 13 and/or results previously determined in the control device 3, for example in the previous step k-1.
  • the control device can also include a computer 33 configured to determine, in particular in real time, the fuel flow control 9 and the electric torque control 11, for example from the data received, such as for example the measurement of the speed of the high-pressure shaft 4, the measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, the measurement of the external pressure 6 and/or the speed setpoint of the low-pressure shaft 7, and/or recorded , such as for example the sequence of engine speed instructions 7, the sequence of measurements of the speed of the high-pressure shaft 4, the sequence of measurements of the speed of the low-pressure shaft 5 and/or the indicators 13.
  • a computer 33 configured to determine, in particular in real time, the fuel flow control 9 and the electric torque control 11, for example from the data received, such as for example the measurement of the speed of the high-pressure shaft 4, the measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, the measurement of the external pressure 6 and/or the speed setpoint of the low-pressure shaft 7, and/or recorded , such as for example the sequence of engine speed instructions 7, the sequence of measurements of the speed of the high-pressure shaft 4, the sequence
  • the control device 3 presented in Figure 1 can correspond to an architecture of the “Multiple Inputs – Single Output” type, also designated by the acronym “MISO” for “Multiple Input Single Output” in English, since it provides two inputs to the hybrid turbomachine 1 as a function of a single output thereof.
  • Control method The control device 3 according to the invention makes it possible to implement a control method for the hybrid turbomachine 1 comprising the following steps. In a first step, a sequence of speed instructions for the low-pressure shaft 7, in particular an angular speed of the low-pressure shaft of the hybrid turbomachine 1, is recorded. The recording of the first step is carried out for example in the memory 31 of the control device 3.
  • the engine speeds are monitored and successive measurements relating to the high-pressure shaft and the low-pressure shaft are transmitted to the control device 3, forming two speed measurement sequences. of the high-pressure shaft and the speed of the low-pressure shaft, therefore including more and more measurements over time.
  • the recording of the second step is carried out in the memory 31 of the control device 3.
  • the sequence of measurements of the speed of the high-pressure shaft 4 can be written in the form of NH p values, where p is a index varying from 0 to k and represents a position of the value in the sequence.
  • the index k is the index of the last NHk measurement received.
  • the sequence of measurements of the speed of the low-pressure shaft 5 can be written in the form of NLp values, where p is an index varying from 0 to k and represents a position of the value in the sequence.
  • the index k is the index of the last NL k measurement received.
  • the indices correspond to time steps or successive operating points of the hybrid turbomachine 1.
  • the computer 33 determines a sequence of differences between the measurement of the speed of the low-pressure shaft 5 and the setpoint. speed of the low-pressure shaft 7, each difference being equal to a difference between a measurement of the speed of the low-pressure shaft 5 and a speed setpoint of the low-pressure shaft 7 associated with the measurement of the speed of the low-pressure shaft 5.
  • the fuel flow control 9 and the electrical torque control 11 are signals varying over time and can be discretized in the form of a fuel control temporal sequence WF p and an electrical torque control sequence TRQ p .
  • the values of the fuel control time sequence WFp and the electric torque control sequence TRQp are indicated by an index p varying from 0 to k, each command being associated with the same measurement.
  • the fuel flow control variation ⁇ WFp and the electric torque control variation ⁇ TRQ p are determined as a function of: - a difference in high-pressure speed between a last measurement and a penultimate measurement of a sequence measuring the speed of the high-pressure shaft 4 of the hybrid turbomachine 1, - a difference in low-pressure speed between a last measurement and a penultimate measurement of the sequence of measurements of the speed of the low-pressure shaft 5 of the hybrid turbomachine 1, - an ENL difference k associated with the last measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, and - a sum of all the deviations.
  • Equation (1) is a synthetic model.
  • a of equation (1) is a state matrix, in particular a 2*2 matrix whose top-left and bottom-right diagonal terms are linked to the inertia of the hybrid turbomachine 1.
  • the term B of equation (1) is a control matrix, in particular a 2*2 matrix capable of containing information on a system gain, in particular a static gain establishing a link between a setpoint increment (fuel flow and/or torque electric) and a speed increment (low-pressure shaft speed and/or high-pressure shaft speed) obtained by this setpoint increment once the speed has stabilized.
  • a dynamic error also called dragging, consisting of a delay between a linear variation of the setpoint and the corresponding variation of the speed, it is proposed to use an “augmented” synthesis model.
  • the “augmented” synthesis model uses in addition the difference ⁇ NHk between the last measurement and the penultimate measurement of the sequence of measurements of the speed of the high-pressure shaft 4 and the difference ⁇ NLk between the last measurement and the penultimate measurement of the sequence of measurements of the speed of the low-pressure shaft 5: ⁇ the difference ENLk associated with the last measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, corresponding in particular to a servo error, and ⁇ the sum of all the IENL k deviations, corresponding in particular to the integral of the servo error, according to a second equation, or equation (2), more general than the first equation, or equation (1): ⁇ ⁇ ⁇ (eq.2) ⁇
  • the variation in fuel flow ⁇ WF k and the variation in electrical torque ⁇ TRQ k are obtained, in particular simultaneously, by the product of the gain matrix K and a vector formed by ⁇ the difference ⁇ NH k between the last measurement and the penultimate measurement of the speed of the high-pressure shaft 4, ⁇ the difference ⁇ NL k between the last measurement and the penultimate measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, ⁇ the deviation ENL k associated with the last measurement of the speed of the low-pressure shaft 5, and ⁇ the sum IENLk of all the deviations.
  • To use a corrector it is first necessary to determine the gain matrix K, which amounts to carrying out “a synthesis of the multi-variable corrector”.
  • Such a synthesis is of the “linear quadratic state feedback” type (linear quadratic control LQ) and consists of minimizing a criterion or a quantity 'J' in which weighting matrices Q, R and S appear. These are fixed at the start of the calculation according to the desired behavior of the engine, and, in particular, according to the desired absence of drag. More precisely, it is the choice of the weighting matrices Q, R and S which makes it possible to obtain different settings of the corrector and the desired motor behavior, for example the elimination of drag, that is to say a minimization of the transfer between the setpoint and the control error within the meaning of standard 2 by constraining the dynamics of the error.
  • the matrix Q can be a 4*4 matrix
  • the matrix R can be a 2*2 matrix
  • the matrix S can be a 4*2 matrix.
  • Each reference matrix is associated with an operating point of the hybrid turbomachine 1, called the reference point.
  • a reference matrix is associated with an equation for the evolution of a vector for monitoring a speed or angular speed command formed by a variation in speed or angular speed at an instant, a difference in speed or of angular speed at the command at the instant and an integral of the difference.
  • the operating point can in particular be deduced from an internal measurement of the motor, for example a measurement of the speed or the angular speed of the motor shaft or a measurement of a pressure at the inlet of the combustion chamber, and a measurement external to the engine, for example the external pressure.
  • the operating point can therefore be associated with a vector of several measurements.
  • the measured operating point more specifically an “operating point” vector, makes it possible to determine the gain matrix K to be used at this point by linear interpolation between reference matrices associated with reference vectors which frames the “operating point” vector. ".
  • FIG. 2 is a schematic representation of an acceleration control tracking according to the invention and presents results of digital simulations of control tracking according to the control method previously presented are illustrated.
  • Figure 2 therefore relates to an acceleration in engine speed.
  • Figure 2 includes a first graph 2A in which the ordinate axis corresponds to the speed, or angular speed, of the low-pressure shaft and the abscissa axis corresponds to time.
  • the first graph 2A of Figure 2 includes: ⁇ a setpoint curve 20, corresponding to the speed setpoint of the low-pressure shaft 7, ⁇ a speed curve 22, corresponding to the measurement of the speed of the shaft low pressure 5, and ⁇ a speed request curve 24, corresponding to a speed request by the pilot. Furthermore, Figure 2 includes a second graph 2B in which the ordinate axis corresponds to a fuel flow rate and the abscissa axis corresponds to time.
  • control of the electrical torque 11 can be different from zero, without the control of the fuel flow 9 being in saturation, that is to say confused with the maximum fuel flow curve 6 or the fuel flow curve minimum 64.
  • the fuel flow control curve 32 in Figure 2 is never in saturation while the electrical torque control curve 40 varies and takes values other than zero. More precisely, when the pilot asks the engine to accelerate according to a request from idle to full throttle, as represented by the speed request curve 24, as soon as the transient regulation indicator activates, also called TopAcc, rises the regulation implemented by the control method results first of all in an increase in fuel, as represented by the fuel control curve 32, then an increase in the electrical torque of the low-pressure shaft, as represented by the electric torque control curve 40, to cancel the dynamic error at end 3 seconds.
  • the fuel control is then not saturated by its maximum limit (curve 30).
  • the transient regulation indicator activates also called TopAcc
  • the monovariable loop N1stab only takes control of the fuel to regulate the NL speed on the NL_dmd setpoint from the PWM and the BP torque is reset to zero.
  • the trailing error in the illustrated result is small.
  • a lagging error corresponds to a time lag between the setpoint and the measurement of the output quantity.
  • the flow setpoint of fuel 9 and the electrical torque setpoint 11 make it possible to follow the acceleration and/or deceleration trajectory of the engine speed without dragging when the trajectory tracking loop is activated and applied. Indeed, depending on the flight phase, the setpoint. obtained by the computer, as described so far, can be used or not Depending on the flight phase, the need for a low trailing error is not always present. This is particularly the case for one phase. “cruise” flight where there are few rapid transients and where we will tend to use a more suitable corrector. Although the class 2 “state feedback” type corrector is not always applied, it is nevertheless always active, in the sense that it continuously calculates a setpoint. This notably allows continuity of the setpoint when switching from one computer to another.
  • the main advantage of controlling the speed of the low-pressure shaft is to control a better image of the thrust for hybrid turbomachine architectures 1 with a high bypass ratio, also called by the English term “By Pass Ratio” or l acronym BPR.
  • BPR Band Pass Ratio

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'une turbomachine hybride (1) comprenant : une détermination d'une séquence d'écarts, chaque écart étant une différence entre une mesure d'un régime d'un arbre basse-pression (5) de la turbomachine hybride (1) et une consigne du régime de l'arbre basse-pression (7), une détermination d'une variation d'un débit de carburant et d'une variation d'un couple électrique, la détermination utilisant : une différence entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d'un régime d'un arbre haute-pression, une différence entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure du régime de l'arbre basse-pression,15 un dernier écart associé à la dernière mesure du régime de l'arbre basse-pression, et une somme des écarts; et une commande pour faire varier un débit de carburant et un couple électrique.

Description

Procédé de commande et dispositif de commande d’une turbomachine hybride DOMAINE DE L'INVENTION L’invention concerne la commande d’une turbomachine hybride, c’est-à-dire d’une turbomachine présentant un entraînement thermique et un entraînement électrique. L’invention concerne, en particulier, un procédé de commande et un dispositif de commande multivariable, c’est-à-dire prenant en compte plusieurs degrés de liberté du système commandé. ETAT DE LA TECHNIQUE Une turbomachine hybride présente deux degrés de liberté, à savoir un débit de carburant envoyé dans la chambre de combustion et un couple électrique appliqué sur un arbre moteur de la turbomachine. Par conséquent, une turbomachine hybride est considérée comme un système multivariable. Le débit de carburant envoyé dans la chambre de combustion et le couple électrique appliqué sur un arbre moteur de la turbomachine sont des « entrées » du système de la turbomachine. Chacune agit sur le régime moteur, c’est-à-dire une vitesse angulaire de l’arbre moteur qui est une « sortie » du système de la turbomachine. Les deux entrées du système, que sont le débit de carburant envoyé dans la chambre de combustion et le couple électrique appliqué sur un arbre moteur de la turbomachine, doivent être régulées : on doit en fixer automatiquement et en temps réel la valeur pour assurer un bon fonctionnement de la turbomachine, c’est-à-dire pour obtenir des valeurs des grandeurs de sortie satisfaisantes. Le bon fonctionnement de la turbomachine peut être, en particulier, caractérisé par le bon suivi d’une courbe de consigne par la grandeur de sortie de la turbomachine. Une courbe de consigne d’une grandeur de sortie, par exemple du régime moteur, est une courbe continue ou une séquence temporelle de valeurs de consigne représentant l’évolution temporelle souhaitée d’une telle grandeur de sortie, soit ici du régime de l’arbre moteur. Plus le régime moteur réel est proche de cette courbe de consigne, meilleur est le fonctionnement de la turbomachine. Un procédé de commande de la turbomachine est une régulation des grandeurs d’entrée du système de la turbomachine à partir d’au moins une grandeur de sortie du système de la turbomachine. Il faut disposer pour cela non seulement d’une courbe de consigne de la grandeur de sortie mais aussi d’une mesure en temps réel de la grandeur de sortie. Les procédés de commande d’une turbomachine hybride décrits précédemment ne sont pas satisfaisants car ils peuvent nécessiter une grandeur de sortie supplémentaire, comme par exemple le taux d’enrichissement. Cela suppose que l’on dispose non seulement d’une courbe de consigne mais aussi d’une mesure en temps réel de cette grandeur supplémentaire. Or, ces deux éléments peuvent être difficiles à déterminer ou à mettre en œuvre, notamment le taux d’enrichissement. Les procédés de commande d’une turbomachine hybride décrits précédemment ne sont également pas satisfaisants car ils peuvent réguler une grandeur d’entrée en fonction de l’autre, par exemple la détermination du couple électrique peut s’effectuer après et en fonction de la détermination du débit de carburant. En particulier le couple électrique peut être maintenu nul tant que le débit de carburant peut être augmenté. Les deux degrés de liberté de la turbomachine ne sont pas alors utilisés de manière indépendante et optimale. Il existe donc un besoin d’un procédé de commande d’une turbomachine hybride qui permet d’utiliser de manière indépendante les deux degrés de liberté sans recourir à des grandeurs de sortie dont la courbe de consigne ou la mesure en temps réel est difficile à déterminer ou à mettre en œuvre. EXPOSE DE L'INVENTION Un but de l’invention est de proposer un procédé de commande d’une turbomachine hybride permettant d’utiliser de manière indépendante deux degrés de liberté sans recourir à des grandeurs de sortie dont une courbe de consigne ou une mesure en temps réel est difficile à déterminer ou à mettre en œuvre. Le but est atteint dans le cadre de l’invention grâce à un procédé de commande d’une turbomachine hybride comprenant les étapes suivantes : ^ une détermination d’une séquence d’écarts, chaque écart étant une différence entre o une mesure d’une séquence de mesures d’un régime d’un arbre basse-pression de la turbomachine hybride et o une consigne d’une séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression, ^ une détermination d’une variation d’un débit de carburant et une détermination d’une variation d’un couple électrique, le couple électrique étant configuré pour s’appliquer à l’arbre basse-pression, les déterminations étant notamment simultanées, et les déterminations utilisant chacune : o une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures d’un régime d’un arbre haute-pression de la turbomachine hybride, o une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression, o un dernier écart associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression, et o une somme des écarts de la séquence d’écarts ; et une commande de la turbomachine hybride pour faire varier un débit de carburant de la variation de débit de carburant déterminée et un couple électrique de la variation de couple électrique déterminée. Un tel procédé est avantageusement et optionnellement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : - au cours de la détermination de la variation de débit de carburant et de la variation de couple électrique, on détermine un produit entre une matrice de gain et un vecteur, le vecteur étant formé de la différence de régime haute-pression, la différence de régime basse-pression, du dernier écart et de la somme des écarts ; et - la matrice de gain est obtenue par interpolation entre deux matrices de référence d’un jeu de matrices de référence de sorte à tenir compte d’un point de fonctionnement de la turbomachine hybride associé à la dernière mesure. L’invention porte également sur un dispositif de commande d’une turbomachine hybride comprenant : ^ une entrée, configurée pour recevoir une séquence de mesures du régime d’un arbre basse-pression de la turbomachine hybride et une séquence de mesures du régime d’un arbre haute-pression de la turbomachine hybride, ^ une mémoire, configurée pour enregistrer la séquence de mesures du régime d’un arbre basse-pression, la séquence de mesures du régime d’un arbre haute-pression et une séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression, ^ un calculateur, configuré pour : o déterminer une séquence d’écarts, chaque écart étant une différence entre - une mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression, et - une consigne de la séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression, o déterminer, notamment simultanément, une variation de débit de carburant et une variation d’un couple électrique, le couple électrique étant configuré pour s’appliquer à l’arbre basse- pression, les déterminations utilisant chacune - une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression, - une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression, - un dernier écart associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression, et - une somme des écarts de la séquence d’écarts ; et ^ une sortie configurée pour fournir une commande à la turbomachine hybride. L’invention porte également sur une turbomachine comprenant un tel dispositif et un aéronef comprenant une telle turbomachine. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de commande selon un mode de réalisation de l’invention ; et La figure 2 est une représentation schématique d’un suivi de commande en accélération selon un mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Turbomachine hybride La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de commande selon un mode de réalisation de l’invention sur laquelle une turbomachine hybride 1 comprend un arbre moteur haute-pression et un arbre moteur basse- pression. L’arbre moteur basse-pression est mis en mouvement par un entraînement thermique et un entraînement électrique. L’entraînement thermique agit également sur l’arbre moteur haute-pression. L’arbre moteur haute-pression peut également être mis en mouvement par un entrainement électrique dédié. L’invention porte sur le contrôle hybride de l’arbre basse-pression. L’arbre basse-pression peut être considéré, du point de vue du contrôle, comme un système multivariable comprenant deux grandeurs de commande ou d’entrée : ^ une commande de débit de carburant « WF », référencée 9 sur la figure 1, envoyée à une boucle locale d’un doseur de la turbomachine hybride 1, ^ une commande de couple électrique « TRQ », référencée 11 sur la figure 1, à appliquer par une machine électrique sur l’arbre basse-pression. Plus généralement, la turbomachine hybride 1 présente plusieurs grandeurs de sortie devant être régulées et/ou limitées telles que notamment un régime de l’arbre moteur haute-pression, éventuellement une pression en entrée de chambre de combustion. Dispositif de commande Un dispositif de commande 3 apte à commander l’arbre haute-pression est représenté à la figure 1. Le fonctionnement de l’arbre haute-pression est régulé en utilisant des grandeurs d’entrée, représentées sur la figure 1 arrivant dans la turbomachine hybride 1 côté « IN », et des grandeurs de sortie, représentées sur la figure 1 sortant dans la turbomachine hybride 1 côté « OUT ». Les grandeurs d’entrée utilisées sont un débit de carburant et un couple électrique. Plus précisément, le dispositif de commande 3 fournit à la turbomachine hybride 1 la commande de débit de carburant 9 à envoyer dans la chambre de combustion et la commande de couple électrique 11 à appliquer par la machine électrique sur l’arbre basse-pression. Les grandeurs de sortie utilisées sont le régime moteur de l’arbre haute-pression et le régime moteur de l’arbre basse-pression. Une mesure du régime de l’arbre haute-pression 4 et une mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 sont envoyées vers le dispositif de commande 3. La mesure du régime de l’arbre haute-pression 4 et la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 supposent de disposer, dans la turbomachine hybride 1, d’un capteur du régime de l’arbre haute-pression et d’un capteur du régime de l’arbre basse-pression. Le dispositif de commande 3 peut également recevoir une consigne de régime de l’arbre basse-pression 7. Une consigne est une courbe continue ou une séquence temporelle de valeurs représentant une évolution temporelle souhaitée d’une grandeur de sortie, telle que par exemple une évolution temporelle souhaitée du régime de l’arbre basse- pression, à savoir une vitesse angulaire de l’arbre basse-pression. Notamment, la consigne peut être associé à une manœuvre particulière comme un décollage, un atterrissage, etc… Le dispositif de commande 3 peut également recevoir une mesure de la pression extérieure 6. A partir de la mesure du régime de l’arbre haute-pression 4, de la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et de la mesure de la pression extérieure 6 reçues, le dispositif de commande 3 peut construire un indicateur, par exemple un indicateur de détection de transitoire signalant un régime de fonctionnement où les paramètres du moteur varient de manière significative (décollage, manœuvre, traversée de trous d’air, atterrissage, etc…), un indicateur de limitation de débit de carburant ou indicateur de saturation carburant signalant que ce débit ne peut plus être augmenté ou encore un indicateur de limitation de couple électrique ou indicateur de saturation électrique signalant que le couple électrique ne peut plus être augmenté. Le dispositif de commande 3 peut également être bouclé. A cet effet, le dispositif de commande 3 peut recevoir, en entrée, ^ la commande de débit de carburant 9, selon une ligne de retour carburant 17, et/ou ^ la commande de couple électrique 11, selon une ligne de retour couple électrique 15. Cela signifie que le dispositif de commande 3 présente un fonctionnement par incrémentation en ce que la commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11 déterminées à une étape k utilisent la commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11 déterminées à une étape k-1, précédant temporellement l’étape k. Renvoyer la commande de débit de carburant 9, comme indiqué par la ligne de retour carburant 17, et la commande de couple électrique11, comme indiqué par la ligne de retour couple électrique 15, au dispositif de commande 3, c’est-à- dire les commandes de débit de carburant et de couple électrique déterminées à l’étape k, permet de prendre en compte un éventuel écart entre la commande initiale et une saturation. Le dispositif de commande 3 peut comprendre, par exemple, une mémoire 31 configurée pour enregistrer : ^ une séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7, notamment l’évolution temporelle de la vitesse angulaire de l’arbre basse-pression de la turbomachine hybride 1, ^ une séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4, notamment l’évolution temporelle de la vitesse angulaire de l’arbre haute-pression reçue de la turbomachine hybride 1, et/ou ^ une séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5, notamment l’évolution temporelle de la vitesse angulaire de l’arbre basse-pression reçue de la turbomachine hybride 1. Par ailleurs, la mémoire 31 peut également enregistrer des indicateurs 13 et/ou des résultats préalablement déterminés dans le dispositif de commande 3, par exemple à l’étape k-1 précédente. On comprend par les termes « séquence de consignes » ou « séquence de mesures », une série temporelle de valeurs successives de consignes ou de mesures. Chaque valeur est horodatée et/ou associée à un instant temporel, de sorte qu’une séquence de consignes ou de mesures correspond à une évolution temporelle d’une grandeur susceptible d’être représentée graphiquement. Le dispositif de commande peut également comprendre un calculateur 33 configuré pour déterminer, notamment en temps réel, la commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11, par exemple à partir des données reçues, telles que par exemple la mesure du régime de l’arbre haute- pression 4, la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5, de la mesure de la pression extérieure 6 et/ou la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, et/ou enregistrées, telles que par exemple la séquence de consignes de régime moteur 7, la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4, la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 et/ou les indicateurs 13. Le dispositif de commande 3 présenté à la figure 1 peut correspondre à une architecture de type « Plusieurs Entrées - Une seule Sortie », également désignée par l’acronyme « MISO » pour « Multiple Input Single Output » en anglais, puisqu’il fournit deux entrées à la turbomachine hybride 1 en fonction d’une seule sortie de celle-ci. Procédé de commande Le dispositif de commande 3 selon l’invention permet de mettre en œuvre un procédé de commande de la turbomachine hybride 1 comprenant les étapes suivantes. Dans une première étape, une séquence de consignes de régime de l’arbre basse- pression 7, notamment d’une vitesse angulaire de l’arbre basse-pression de la turbomachine hybride 1, est enregistrée. L’enregistrement de la première étape s’effectue par exemple dans la mémoire 31 du dispositif de commande 3. L’enregistrement de la séquence de consignes de régime de l’arbre basse- pression 7 peut avoir lieu avant une mise en fonctionnement de la turbomachine hybride 1 et/ou avant toute mesure du régime moteur sur la turbomachine hybride 1. La séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7 peut s’écrire sous la forme de valeurs NLCp, où p est un indice variant de 0 à N et représente une position de la valeur dans la séquence. Dans une deuxième étape, une séquence de mesures du régime de l’arbre haute- pression 4, notamment de la vitesse angulaire de l’arbre haute-pression, et une séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5, notamment de la vitesse angulaire 5 de l’arbre basse-pression, sont enregistrées. Une fois la turbomachine hybride 1 mise en fonctionnement, les régimes moteurs sont surveillés et des mesures successives relatives à l’arbre haute-pression et à l’arbre basse-pression sont transmises au dispositif de commande 3, formant deux séquences de mesures du régime de l’arbre haute-pression et du régime de l’arbre basse-pression, comprenant donc de plus en plus de mesures au cours du temps. L’enregistrement de la deuxième étape s’effectue dans la mémoire 31 du dispositif de commande 3. La séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4 peut s’écrire sous la forme de valeurs NHp, où p est un indice variant de 0 à k et représente une position de la valeur dans la séquence. L’indice k est l’indice de la dernière mesure NHk reçue. La séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 peut s’écrire sous la forme de valeurs NLp, où p est un indice variant de 0 à k et représente une position de la valeur dans la séquence. L’indice k est l’indice de la dernière mesure NLk reçue. Les indices correspondent à des pas de temps ou des points de fonctionnement successifs de la turbomachine hybride 1. Dans une troisième étape, le calculateur 33 détermine une séquence d’écarts entre la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, chaque écart étant égal à une différence entre une mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et une consigne de régime de l’arbre basse-pression 7 associée à la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5. La séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 et la séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7 ne contiennent pas nécessairement le même nombre de valeurs, mais elles sont référencées temporellement l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, à chaque mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 est associée une consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7 étant en coïncidence temporelle. L’objectif de la régulation est de rendre chaque mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 la plus proche possible de sa consigne du régime de l’arbre basse-pression 7. La séquence d’écarts peut s’écrire sous la forme de valeurs ENLp, où p est un indice variant de 0 à k, les écarts sont calculés indice par indice selon le calcul : ENLp = NLp - NLCp. Dans une quatrième étape, le calculateur 33 détermine, notamment simultanément, une variation de débit de carburant ∆WFp égal à une différence de la commande de débit de carburant 9 entre un instant p et un instant précédent p-1, soit : ∆WFp = WFp – WFp-1 et une variation de couple électrique ∆TRQp, correspondant à une différence de la commande de couple électrique 11 entre un instant p et un instant précédent p-1, soit : ∆TRQp = TRQp – TRQp-1, destiné à être appliqué sur l’arbre basse-pression. La commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11 sont des signaux variant au cours du temps et pouvant être discrétisés sous forme d’une séquence temporelle de commande de carburant WFp et d’une séquence de commande de couple électrique TRQp. Les valeurs de la séquence temporelle de commande de carburant WFp et de la séquence de commande de couple électrique TRQp sont indicées par un indice p variant de 0 à k, chaque commande étant associée à une même mesure. La variation de commande de débit de carburant ∆WFp et la variation de commande de couple électrique ∆TRQp se déterminent en fonction : - d’une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4 de la turbomachine hybride 1, - d’une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 de la turbomachine hybride 1, - d’un écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, et - d’une somme de tous les écarts. La dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 est la dernière mesure reçue par le dispositif de commande 3 et constitue donc la mesure la plus récente de l’état du régime de l’arbre basse-pression. Il s’agit donc de la mesure NLk qui correspond au dernier indice k. La différence ∆NLk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse- pression 5 s’écrit : ∆NLk = NLk – NLk-1. L’écart associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 s’écrit : ENLk = NLk - NLCk. La somme de tous les écarts IENLk et se calcule selon l’expression suivante : IENLk = ENL0 + ENL1 + ENL2 +…+ ENLk-1 + ENLk. La somme de tous les écarts IENLk correspond à une intégrale de l’erreur depuis l’indice p=0 jusqu’au dernier indice p=k. Le procédé que l’on a présenté ici utilise quatre grandeurs de sortie en lien avec le régime basse-pression et le régime haute-pression (mesure de la vitesse angulaire pour chaque régime et consigne de la vitesse angulaire pour le régime basse-pression) : la différence entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure pour chaque régime, l’écart associé à la dernière mesure pour le régime basse-pression, et la somme de tous les écarts pour le régime basse-pression. Ces quatre grandeurs permettent de déterminer les grandeurs d’entrée sans avoir recours à une grandeur de sortie autre qu’une vitesse angulaire, ou une grandeur de sortie dont la courbe de consigne ou la mesure en temps réel serait difficile à déterminer ou à mettre en œuvre. Par ailleurs, lorsque la détermination des valeurs des deux grandeurs d’entrée se fait simultanément, les deux degrés de liberté de la turbomachine sont utilisés de manière plus optimale que dans l’art antérieur. Une telle détermination s’appuie sur une modélisation particulière de la turbomachine hybride 1 par un système de type Linéaire Invariant dans le Temps, également désigné par l’acronyme LTI pour « Linear Time-Invariant » en anglais, où pour passer de l’indice k à l’indice k+1, le régime moteur est donné par une première équation, ou équation (1), : Δ^^^^^ Δ^^^ Δ^^ ^ Δ^^^^^ ^ = ^ × ^ Δ^^^ ^ + ^ × ^ ^ Δ^^^^ ^ (eq.1) L’équation (1) est un modèle de synthèse. Elle constitue une description mathématique du système permettant de relier les entrées, à savoir la commande de débit de carburant 9, la consigne de débit de carburant, la commande de couple électrique 11 de l’arbre basse-pression ou la consigne de couple électrique de l’arbre basse-pression, et la sortie, à savoir le régime de l’arbre basse-pression et/ou le régime de l’arbre haute-pression. Le terme A de l’équation (1) est une matrice d’état, notamment une matrice 2*2 dont les termes diagonaux haut-gauche et bas-droit sont liés à l’inertie de la turbomachine hybride 1. Le terme B de l’équation (1) est une matrice de commande, notamment une matrice 2*2 susceptible de contenir une information d’un gain du système, notamment un gain statique établissant un lien entre un incrément de consigne (débit de carburant et/ou couple électrique) et un incrément de régime (régime de l’arbre basse-pression et/ou régime de l’arbre haute-pression) obtenu par cet incrément de consigne une fois le régime stabilisé. Pour annuler une erreur dynamique, également dénommée trainage, consistant en un retard entre une variation linéaire de la consigne et la variation correspondante du régime, il est proposé d’utiliser un modèle de synthèse « augmenté ». A cet effet, le modèle de synthèse « augmenté » utilise en plus de la différence ∆NHk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4 et La différence ∆NLk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 : ^ l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, correspondant notamment à une erreur d’asservissement, et ^ la somme de tous les écarts IENLk, correspondant notamment à l’intégrale de l’erreur d’asservissement, selon une deuxième équation, ou équation (2), plus générale que la première équation, ou équation (1) : ^^^^^ (eq.2) ^ Le terme ∆NLCk correspond à la différence entre la dernière consigne de rang k et l’avant-dernière consigne de rang k-1 et s’écrit : ∆NLCk = NLCk – NLCk-1. L’équation (2) peut être utilisée pour déterminer une troisième équation, ou équation (3), exprimant la variation de débit de carburant ∆WFk et la variation de couple électrique ∆TRQk en fonction de : ^ la différence ∆NHk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4, ^ La différence ∆NLk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5, ^ l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, et ^ la somme de tous les écarts IENLk sous la forme d’une troisième équation, ou équation (3) : dans laquelle, le terme « K » est une matrice de gain. La variation de débit de carburant ∆WFk et la variation de couple électrique ∆TRQk sont obtenues, notamment simultanément, par le produit de la matrice de gain K et d’un vecteur formé de ^ la différence ∆NHk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime de l’arbre haute-pression 4, ^ la différence ∆NLk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5, ^ l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, et ^ la somme IENLk de tous les écarts. Pour utiliser un correcteur, il est nécessaire au préalable de déterminer la matrice de gain K, ce qui revient à effectuer « une synthèse du correcteur multi- variable ». Une telle synthèse est du type « retour d’état linéaire quadratique », (Commande linéaire quadratique LQ) et consiste à minimiser un critère ou une quantité ‘J’ dans laquelle apparaissent des matrices de pondération Q, R et S. Celles-ci sont fixées en début de calcul en fonction du comportement souhaité du moteur, et, en particulier, en fonction de l’absence de trainage souhaitée. Plus précisément, c’est le choix des matrices de pondérations Q, R et S qui permet d’obtenir différents réglages du correcteur et le comportement moteur souhaité, par exemple la suppression du trainage, c’est-à-dire une minimisation du transfert entre la consigne et l’erreur d’asservissement au sens de la norme 2 en contraignant la dynamique de l’erreur. Dans l’exemple proposé, la matrice Q peut être une matrice 4*4, la matrice R peut être une matrice 2*2 et la matrice S peut être une matrice 4*2. La minimisation du critère ^ par le Lagrangien permet de travailler avec une expression analytique de la matrice de gain ^ sous la forme : ^ = (^ + ^^^^)^^(^^^^ + ^) où les termes R, B, A et S sont des matrices connues. Seule la matrice P reste à être déterminée selon l’expression de l’unique solution de l’équation algébrique de Riccati discrète : avec : 0 −1 1 1 0 Cette dernière équation permet de déterminer la matrice P et, par conséquent, la matrice de gain K. Connaître la matrice de gain K permet, lors du procédé de commande, de déterminer, notamment simultanément, la variation de débit de carburant ∆WFk et la variation de couple électrique ∆TRQk en fonction de la différence ∆NHk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime de l’arbre haute- pression 4, l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, et la somme IENLk de tous les écarts, en utilisant la troisième équation, ou équation Il est à noter que la matrice de gain K dépend du point de fonctionnement moteur. Plus précisément, la matrice de gain K est déterminée à partir des matrices A et B dépendant du point de fonctionnement moteur. Cela est pris en compte en pratique en prédéterminant un jeu de matrices de référence et, en fonction de la mesure du point de fonctionnement moteur, de calculer la matrice de gain par interpolation entre deux matrices de référence. Le jeu de matrices de référence est préalablement déterminé avant la mise en œuvre du procédé de commande. Chaque matrice de référence est associée à un point de fonctionnement de la turbomachine hybride 1, dit point de référence. Une matrice de référence est associée à une équation d’évolution d’un vecteur de suivi d’une commande de régime ou de vitesse angulaire formé d’une variation de régime ou de vitesse angulaire à un instant, d’une différence de régime ou de vitesse angulaire à la commande à l’instant et d’une intégrale de la différence Le point de fonctionnement peut notamment être déduit d’une mesure interne du moteur, par exemple une mesure du régime ou de la vitesse angulaire de l’arbre moteur ou une mesure d’une pression en entrée de la chambre de combustion, et d’une mesure externe au moteur, par exemple la pression extérieure. Le point de fonctionnement peut donc être associé à un vecteur de plusieurs mesures. Le point de fonctionnement mesuré, plus spécifiquement un vecteur « point de fonctionnement », permet de déterminer la matrice de gain K à utiliser en ce point par interpolation linéaire entre des matrices de référence associées à des vecteurs référence qui encadre le vecteur « point de fonctionnement ». La prise en compte de la saturation du carburant, c’est-à-dire l’impossibilité d’augmenter une consigne de carburant au-delà d’un certain maximum, également dénommée « commande saturée », et/ou du couple, c’est-à-dire l’impossibilité d’augmenter la consigne du couple électrique à cause d’une limite machine ou d’une limite d’un niveau d’hybridation, peut être gérée par une « augmentation » du modèle. Par exemple, le vecteur d’état comprenant ^ la différence ∆NHk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime de l’arbre haute-pression 4, ^ la différence ∆NLk entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5, ^ l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse- pression 5, correspondant notamment à l’erreur d’asservissement, et ^ la somme IENLk de tous les écarts, correspondant notamment à l’intégrale de l’erreur d’asservissement, peut être complété d’un écart entre la commande saturée et la commande calculée par le correcteur de suivi de trajectoire. Différentes manières pour prendre en compte un tel vecteur d’état peuvent être envisagées, notamment en le considérant comme une perturbation et/ou selon une manière faisant appel aux outils mathématiques décrits précédemment. De la même manière, on peut prendre en compte : - la saturation du couple électrique de l’arbre basse-pression, c’est-à-dire l’impossibilité d’augmenter la consigne du couple électrique de l’arbre basse-pression à cause d’une limite machine ou d’une limite d’un niveau d’hybridation, et/ou - la saturation du couple électrique de l’arbre haute-pression, c’est-à-dire l’impossibilité d’augmenter la consigne du couple électrique de l’arbre haute-pression à cause d’une limite machine ou d’une limite d’un niveau d’hybridation. La consigne de débit de carburant 9 et la consigne de couple 11 sont calculées par intégration numérique selon les équations suivantes : Résultats La figure 2 est une représentation schématique d’un suivi de commande en accélération selon l’invention et présente des résultats de simulations numériques de suivi de commande selon le procédé de commande précédemment présenté sont illustrés. La figure 2 est donc relative à une accélération du régime moteur. La figure 2 comprend un premier graphe 2A dans lequel l’axe des ordonnées correspond au régime, ou vitesse angulaire, de l’arbre basse-pression et l’axe des abscisses correspond au temps. Le premier graphe 2A de la figure 2 comporte : ^ une courbe de consigne 20, correspondant à la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, ^ une courbe de régime 22, correspondant à la mesure du régime de de l’arbre basse-pression 5, et ^ une courbe requête de régime 24, correspondant à une requête de régime par le pilote. Par ailleurs, la figure 2 comprend un deuxième graphe 2B dans lequel l’axe des ordonnées correspond à un débit de carburant et l’axe des abscisses correspond au temps. Le deuxième graphe 2B de la figure 2 comporte : ^ une courbe de débit carburant maximal 30, correspondant à un débit de carburant maximal à ne pas dépasser pour le régime moteur courant, ^ une courbe de débit carburant minimal 34, correspondant à un débit de carburant minimal en dessous duquel il n’est pas possible de descendre, et ^ une courbe de commande carburant 32, correspondant à la commande de débit de carburant 9. De plus, la figure 2 comprend un troisième graphe 2C dans lequel l’axe des ordonnées correspond à un couple électrique destiné à être appliqué sur l’arbre basse-pression et l’axe des abscisses correspond au temps. Le troisième graphe 2C de la figure 2 comporte : ^ une courbe de commande couple électrique 40, correspondant à la commande de couple électrique 11, et ^ une courbe couple électrique minimal 42, correspondant à un couple électrique minimal en dessous duquel il n’est pas possible de descendre. Le premier graphe 2A, le deuxième graphe 2B et le troisième graphe 2C de la figure 2 sont synchronisés, de sorte que, à chaque instant, les différents graphes donnent les valeurs de consigne, de mesure et/ou de commande correspondant au point de fonctionnement de la turbomachine hybride 1. La commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11 sont générées en temps réel par le procédé de commande décrit précédemment. Dans la figure 2, les séquences de consignes, de mesures et de commandes contiennent suffisamment de points pour que le rendu sur les figures soit pour chacune assimilable à une courbe continue. On remarque tout d’abord que la commande de débit de carburant 9 et la commande de de couple électrique 11 varient de manière indépendante. En particulier, la commande du couple électrique 11 peut être différente de zéro, sans que la commande du débit de carburant 9 soit en saturation, c’est-à-dire confondu avec la courbe de débit carburant maximal 6 ou la courbe de débit carburant minimal 64. Par exemple, la courbe de commande du débit de carburant 32 en figure 2 n’est jamais en saturation alors que la courbe de commande du couple électrique 40 varie et prend des valeurs différentes de zéro. Plus précisément, lorsque le pilote demande au moteur d’accélérer selon une requête du ralenti au plein gaz, telle que représentée par la courbe requête de régime 24, dès que l’indicateur de régulation transitoire s’active, également dénommé TopAcc, se lève la régulation mise en œuvre par le procédé de commande se traduit tout d’abord par une augmentation du carburant, telle que représentée par la courbe de commande carburant 32, puis une augmentation du couple électrique de l’arbre basse-pression, telle que représentée par la courbe de commande couple électrique 40, pour annuler l’erreur dynamique au bout 3 secondes. La commande en carburant n’est alors pas saturée par sa limite maximum (courbe 30). Dès que le l’indicateur de régulation transitoire s’active, également dénommé TopAcc, est abaissé, la boucle monovariable N1stab prend seulement la main sur le carburant pour réguler le régime NL sur la consigne NL_dmd issue du PWM et le couple BP est remis à zéro. Lorsque la génération des deux commandes est simultanée, elle permet d’explorer des régimes de fonctionnement de la turbomachine hybride 1 plus vastes que dans l’art antérieur et une meilleure optimisation de fonctionnement. Par ailleurs, l’erreur de traînage dans le résultat illustré est faible. Une erreur de traînage correspond à un décalage temporel entre la consigne et la mesure de la grandeur de sortie. Il y a un traînage, par exemple, lorsque le régime ou la vitesse angulaire mesurée 22 est en retard par rapport au régime ou à la vitesse angulaire de consigne 20. La courbe de régime 22 est peu ou pas décalée temporellement par rapport à la courbe de consigne 20, de sorte que le trainage est faible. Un tel bénéfice provient notamment du fait que le procédé de commande correspond à une architecture du type « retour d’état » de classe 2 (c’est-à-dire comprenant 2 intégrateurs, ou deux grandeurs intégrées à savoir l’écart ENLk associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et la somme IENLk de tous les écarts, pour calculer, notamment simultanément, la consigne de débit de carburant 9 et la consigne de couple électrique 11. La consigne de débit de carburant 9 et la consigne de couple électrique 11 permettent de suivre la trajectoire d’accélération et/ou de décélération du régime moteur sans trainage lorsque la boucle de suivi de trajectoire est activée et appliquée. En effet, selon la phase de vol, la consigne obtenue par le calculateur, tel que décrit jusqu’à présent, peut être utilisée ou non. Selon la phase de vol, le besoin d’une erreur de trainage faible n’est pas toujours présent. C’est notamment le cas pour une phase de vol « croisière » où il y a peu de transitoires rapides et où on aura tendance à utiliser un correcteur plus adapté. Si le correcteur du type « retour d’état » de classe 2 n’est pas toujours appliqué, il est toutefois toujours actif, au sens où il calcule en continu une consigne. Cela permet notamment une continuité de la consigne lorsqu’on bascule d’un calculateur à un autre. Le procédé de commande et le dispositif de commande 3 présentés ici permettent de répondre au besoin pilote en tenant compte de la capacité du moteur à accélérer ou décélérer, et en particulier de : ^ limiter le temps d’accélération des moteurs « bons » ayant une marge au pompage afin de réduire les suralimentations en carburant de la chambre de combustion, également dénommées sous le terme anglais « over- fuelling », et ainsi limiter une température des gaz en sortie, également dénommée sous le terme anglais « Exhaust Gas Temperature » ou l’acronyme EGT, durant les accélérations pour augmenter la durée de vie ; et ^ limiter la dissymétrie de poussée entre les moteurs durant l’accélération afin de réduire la traînée de l’avion et l’effet de lacet moteur. Le procédé de commande vient apporter une solution de régulation en boucle fermée permettant de répondre au temps de transitoire requis sans que le moteur soit contraint par ses limites d’opérabilité. L’avantage principal de piloter le régime de l’arbre basse-pression est de piloter une meilleure image de la poussée pour les architectures de turbomachine hybride 1 à fort taux de dilution, également dénommées sous le terme anglais « By Pass Ratio » ou l’acronyme BPR. La solution proposée est relativement simple d’un point de vue théorique, du point de vue du réglage et de la mise en œuvre.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d’une turbomachine hybride (1) comprenant les étapes suivantes : ^ une détermination d’une séquence d’écarts, chaque écart étant une différence entre o une mesure d’une séquence de mesures d’un régime d’un arbre basse-pression (5) de la turbomachine hybride (1) et o une consigne d’une séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression (7), ^ une détermination d’une variation d’un débit de carburant et une détermination d’une variation d’un couple électrique, le couple électrique étant configuré pour s’appliquer à l’arbre basse-pression, les déterminations étant notamment simultanées, et les déterminations utilisant chacune : o une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures d’un régime d’un arbre haute-pression de la turbomachine hybride (1), o une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression, o un dernier écart associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression, et o une somme des écarts de la séquence d’écarts ; et ^ une commande de la turbomachine hybride (1) pour faire varier un débit de carburant de la variation de débit de carburant déterminée et un couple électrique de la variation de couple électrique déterminée. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel, au cours de la détermination de la variation de débit de carburant et de la variation de couple électrique, on détermine un produit entre une matrice de gain et un vecteur, le vecteur étant formé de la différence de régime haute-pression, la différence de régime basse-pression, du dernier écart et de la somme des écarts. 3. Procédé de commande selon la revendication 2, dans lequel la matrice de gain est obtenue par interpolation entre deux matrices de référence d’un jeu de matrices de référence de sorte à tenir compte d’un point de fonctionnement de la turbomachine hybride (1) associé à la dernière mesure. 4. Dispositif de commande (3) d’une turbomachine hybride (1) comprenant : ^ une entrée, configurée pour recevoir une séquence de mesures du régime d’un arbre basse-pression (5) de la turbomachine hybride (1) et une séquence de mesures du régime d’un arbre haute-pression (4) de la turbomachine hybride (1), ^ une mémoire (31), configurée pour enregistrer la séquence de mesures du régime d’un arbre basse-pression (5), la séquence de mesures du régime d’un arbre haute-pression (4) et une séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression (7), ^ un calculateur (33), configuré pour : o déterminer une séquence d’écarts, chaque écart étant une différence entre - une mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression (5), et - une consigne de la séquence de consignes du régime de l’arbre basse-pression (7), o déterminer, notamment simultanément, une variation de débit de carburant et une variation d’un couple électrique, le couple électrique étant configuré pour s’appliquer à l’arbre basse- pression, les déterminations utilisant chacune - une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression, - une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression, - un dernier écart associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression, et - une somme des écarts de la séquence d’écarts ; et ^ une sortie configurée pour fournir une commande à la turbomachine hybride (1). 5. Turbomachine hybride (1) comprenant un dispositif de commande (3) selon la revendication 4. 6. Aéronef comprenant une turbomachine hybride (1) selon la revendication 5.
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