JP2007138937A - 品質パラメータを使用したガスタービンエンジン用の制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本システムは、埋込みモデル(10)内での追跡部品品質の観察及びセンサ誤差に対応する品質変化の異常パターンの認識により範囲内センサ不良を識別する。埋込みモデルは、ロータ速度、温度及び圧力のような検知パラメータ(54)の推定並びに入力パラメータに基づいて計算される他のパラメータの推定に使用される。ファン(12)、圧縮機(14)、燃焼器(24)、タービン(16、18)、ダクト(30)及びノズル(26、32)を含むエンジン(40)の各主要回転部品は個別にモデル化される。センサ故障は、部品品質パラメータ(54)における異常パターンの識別により検出される。異常パターンのライブラリを設けトラッキングフィルタ(48)によって生成された品質パラメータを該異常パターンのライブラリと比較する。一致した場合にはトラッキングフィルタによりセンサを排除しかつ推定モデルパラメータ(54)を使用して、モデル品質パラメータ(50)の悪化を回避する。
【選択図】 図2
Description
12 ファン
14 高圧圧縮機
16 高圧タービン
18 低圧タービン
20 ブースタ圧縮機
22 空気入口
24 バーナ
26 コアノズル
28 バイパスダクト
30 バイパスノズル
32 排出
38 制御コマンド
40 タービンエンジンロジック
42 制御ロジック装置
44 FADEC
46 エンジンセンサ値
48 トラッキングフィルタ
50 モデル計算値
52 パターン認識モジュール
54 推定品質パラメータ
56 埋込みモデル
60 減算回路
64 差異(又はデルタ)信号
66 制御ブロック
68 反復プロセス
70 スイッチ
72 更新エンジンモデル
78 最適部品品質調整値
Claims (10)
- 複数のエンジン部品を有するガスタービンエンジン(40)用の制御システムであって、
エンジン(40)に制御コマンドを送るための制御モジュール(42)と、
前記複数のエンジン部品の各部品に関連した少なくとも1つの作動パラメータを検知するための複数の部品センサと、
少なくとも1つの推定作動パラメータ及び複数の品質パラメータをその各々が有する個別モデルを前記複数のエンジン部品の各々について備えた、所定のエンジンモデルに基づいて複数の推定エンジン部品パラメータ(50)を生成するためのコンポーネントレベルモデル(CLM)(56)と、
前記CLM(56)の推定作動パラメータ(50)に対する前記検知作動パラメータの変化を監視し、該監視した変化に基づいて更新品質パラメータの組(54)を生成するためのトラッキングフィルタ(48)と、
その中の各パターンが前記生成エンジン部品品質パラメータの組(54)に対応した複数の既知の品質パラメータを含む異常パターンのライブラリを保管するためのデータ記憶装置と、前記複数のエンジン部品の更新品質パラメータ(54)が前記複数の異常パターンのうちの少なくとも1つの異常パターンに一致する時点を識別しかつ前記生成品質パラメータの組が所定の品質パラメータの少なくとも1つの組に一致することに応答して故障センサを判定するように構成されたロジックとを含むパターン認識モジュール(52)と、
を含むシステム。 - 前記トラッキングフィルタ(48)が、
前記複数のエンジン部品の各々について前記少なくとも1つの検知作動パラメータ(46)を受け、
前記コンポーネントモデル(56)によって前記少なくとも1つの検知作動パラメータ(46)を対応する推定作動パラメータ(50)と比較し、
前記複数のエンジン部品のサブセットについての品質パラメータの組(54)を生成し、かつ
前記パターン認識モジュール(52)によって処理するための計算パラメータの組(54)を出力する、ように構成される、
請求項1記載のシステム。 - 各個別モデル内の前記推定品質パラメータ(50)が、前記生成品質パラメータ(54)により反復的に更新される、請求項1記載のシステム。
- 前記CLM(56)が、物理ベースモデル、回帰適合モデル及びニューラルネットワークモデルの1つである、請求項1記載のシステム。
- 前記異常パターンが、その中で該異常パターンがこれ迄に識別された履歴データから導出されるか、又は該異常パターンを判定することができる少なくとも1つのアルゴリズムによって生成される、請求項1記載のシステム。
- 前記検知作動パラメータ(46)が、ロータ速度、温度及び圧力を含む、請求項1記載のシステム。
- 複数の入力パラメータに基づいた複数の計算パラメータをさらに含み、前記計算作動パラメータが、失速マージン、推力及び空気流量を含み、前記入力パラメータが、環境条件、動力設定値及びアクチュエータ位置を含む、請求項1記載のシステム。
- 前記CLMが、前記複数のエンジン部品の各々についての個別モデルを含み、各個別モデルが、少なくとも1つの推定作動パラメータ及び複数の品質パラメータを有する、請求項1記載のシステム。
- 前記複数のエンジン部品が、ファン(12)、圧縮機(14)、高圧タービン(16)、低圧タービン(18)及びブースタ(20)を含む、請求項8記載のシステム。
- 前記個別エンジンコンポーネントモデルの各々が、流量修飾子及び効率修飾子を含む、請求項9記載のシステム。
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