RU2446298C1 - Gas turbine engine acs - Google Patents

Gas turbine engine acs Download PDF

Info

Publication number
RU2446298C1
RU2446298C1 RU2010147793/06A RU2010147793A RU2446298C1 RU 2446298 C1 RU2446298 C1 RU 2446298C1 RU 2010147793/06 A RU2010147793/06 A RU 2010147793/06A RU 2010147793 A RU2010147793 A RU 2010147793A RU 2446298 C1 RU2446298 C1 RU 2446298C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
turbine engine
gas temperature
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2010147793/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Петунин (RU)
Валерий Иванович Петунин
Аркадий Исаакович Фрид (RU)
Аркадий Исаакович Фрид
Евгений Викторович Распопов (RU)
Евгений Викторович Распопов
Ирек Абдрашитович Каримов (RU)
Ирек Абдрашитович Каримов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" filed Critical Открытое акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния"
Priority to RU2010147793/06A priority Critical patent/RU2446298C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2446298C1 publication Critical patent/RU2446298C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed system additionally comprises maximum signal selector, 3rd comparator, coupling unit, switch and 2nd adder. Note here that 1st and 2nd inputs of maximum signal selector are connected with 1st and 2nd inputs of minimum signal selector with its output connected with 2nd input of 3rd comparator. Output of 1st comparator is connected with second input of second adder with its output connected to second input of second adder with its output connected to rotor rpm controller. Logical device output is connected with second input of the switch with its second output connected to second input of first adder.
EFFECT: adaptive control over various output coordinates by means of channel selector and signal self-tuning circuit, longer lifer of gas turbine engine.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области систем автоматического управления (САУ) газотурбинного двигателя (ГТД).The invention relates to the field of automatic control systems (ACS) of a gas turbine engine (GTE).

Известна САУ ГТД, в которой для устранения отрицательного влияния взаимодействия регуляторов на характеристики системы управления с одним регулирующим фактором содержатся измерители частоты вращения ротора ГТД и температуры газа, регуляторы этих параметров, селектор минимального сигнала, исполнительное устройство, воздействующее на расход топлива [1].Known self-propelled guns of gas turbine engines, in which, to eliminate the negative influence of the interaction of regulators on the characteristics of the control system with one regulating factor, gas turbine rotor speed and gas temperature meters, these parameters regulators, a minimum signal selector, and an actuator affecting fuel consumption are contained [1].

Недостатком этой схемы является то, что взаимодействие каналов управления сохраняется на переходных режимах. Эта САУ ГТД имеет невысокую динамическую точность и заброс по температуре при селектировании, что можно объяснить следующим образом.The disadvantage of this scheme is that the interaction of the control channels is maintained in transient modes. This self-propelled guns of a gas turbine engine has a low dynamic accuracy and temperature cast during selection, which can be explained as follows.

ГТД имеет различные динамические характеристики по разным выходным координатам объекта управления относительно расхода топлива.GTE has different dynamic characteristics for different output coordinates of the control object relative to fuel consumption.

Рассмотрим САУ ГТД как двухмерный объект с одним управляющим воздействием, в котором используется алгебраический селектор минимального сигнала. Первый канал этой САУ является каналом управления, определяющим режим работы объекта по выходной координате Y1, его заданная величина Y10 зависит от времени. Второй канал - канал ограничения, его заданная величина Y20 является постоянной и определяет максимальный режим работы объекта по координате Y2.Let us consider the self-propelled guns of a gas turbine engine as a two-dimensional object with one control action, in which an algebraic selector of the minimum signal is used. The first channel of this self-propelled guns is a control channel that determines the operation mode of the object by the output coordinate Y 1 , its predetermined value Y 10 depends on time. The second channel is the restriction channel, its predetermined value Y 20 is constant and determines the maximum mode of operation of the object by the coordinate Y 2 .

Передаточные функции объекта управления:Transfer functions of the control object:

по координате Y1:along the coordinate Y 1 :

Figure 00000001
Figure 00000001

по координате Y2:along the coordinate Y 2 :

Figure 00000002
Figure 00000002

где p - оператор преобразования Лапласа;where p is the Laplace transform operator;

K1, K2 - коэффициенты передачи;K 1 , K 2 - transmission coefficients;

A1(p), A2(p), B(p) - полиномы, зависящие от вида объекта.A 1 (p), A 2 (p), B (p) are polynomials depending on the type of object.

Примем, что порядок A1(p) меньше, чем порядок В(р), а порядок A2(p) равен порядку В(p). Такое математическое описание характерно, например, для динамических характеристик ГТД по частоте вращения ротора и температуре газа при изменении расхода топлива в камеру сгорания.Assume that the order A 1 (p) is less than the order B (p), and the order A 2 (p) is equal to the order B (p). Such a mathematical description is typical, for example, for the dynamic characteristics of a gas turbine engine in terms of rotor speed and gas temperature with a change in fuel consumption in the combustion chamber.

Передаточная функция общего изодромного регулятораTransfer function of a common isodromic regulator

Figure 00000003
Figure 00000003

Передаточные функции регулятора первого - W1(p) и второго - W2(p) каналов выбираются исходя из заданных требований к динамическим характеристикам каждого из них. Это можно сделать следующим образом. Потребуем, чтобы передаточные функции отдельных разомкнутых каналов без учета запаздывания измерителей координат удовлетворяли равенствам:The transfer functions of the controller of the first - W 1 (p) and the second - W 2 (p) channels are selected based on the given requirements for the dynamic characteristics of each of them. This can be done as follows. We require that the transfer functions of individual open channels without taking into account the delay of the coordinate meters satisfy the equalities:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где Wм1(p) и Wм2(p) - передаточные функции эталонных моделейwhere W m1 (p) and W m2 (p) are the transfer functions of the reference models

разомкнутых каналов. Тогдаopen channels. Then

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Если передаточные функции отдельных разомкнутых каналов выбрать в видеIf the transfer functions of individual open channels are selected as

Figure 00000008
Figure 00000008

то для получения необходимого качества регулирования выходных координат регуляторы, согласно (6) и (7), должны иметь, например, следующие передаточные функции:then, to obtain the required quality of regulation of the output coordinates, the regulators, according to (6) and (7), must have, for example, the following transfer functions:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

При этом инерционность датчика температуры должна быть скорректирована так, чтобы измерители параметров были безынерционными.At the same time, the inertia of the temperature sensor must be adjusted so that the parameter meters are inertialess.

Как известно [2], обычно применяется принцип селектирования, согласно которому регулируется параметр ГТД, наиболее приблизившийся к величине, определяемой программой регулирования. Следовательно, для получения необходимого качества регулирования переключение селектора должно происходить в момент равенства рассогласований между текущими значениями выходных координат и их задающими значениями, т.е. в момент равенства сигналов перед регуляторамиAs is known [2], the principle of selection is usually applied, according to which the gas-turbine engine parameter is regulated, which is closest to the value determined by the control program. Therefore, in order to obtain the required quality of regulation, the selector switchover must occur at the moment of equality of the mismatches between the current values of the output coordinates and their setting values, i.e. at the moment of equal signals in front of the regulators

Figure 00000011
Figure 00000011

Проведенный анализ показывает, что регулятор температуры газа является инерционным по отношению к регулятору частоты вращения ротора ГТД, поэтому селектор переключается с канала частоты вращения ротора на канал температуры газа с запаздыванием. В результате происходит заброс по температуре газа.The analysis shows that the gas temperature controller is inertial with respect to the gas turbine rotor speed controller; therefore, the selector switches from the channel of the rotor speed to the gas temperature channel with delay. As a result, the gas temperature is cast.

Наиболее близкой по достигаемому техническому результату, выбранной за ближайший аналог, является САУ ГТД, содержащая каналы регулирования частоты вращения ротора и температуры газа, селектор минимального сигнала, исполнительное устройство, два корректирующих звена, два суммирующих элемента, логическое устройство (компаратор) и ключ [3].The closest technical result to be achieved, chosen for the closest analogue, is a gas turbine engine self-propelled guns containing control channels for rotor speed and gas temperature, a minimum signal selector, an actuator, two corrective links, two summing elements, a logic device (comparator) and a key [3 ].

В этой САУ за счет включения двух перекрестных корректирующих звеньев с передаточными функциямиIn this self-propelled guns due to the inclusion of two cross corrective links with transfer functions

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

происходит изменение задающего воздействия разомкнутого канала ограничения температуры газа и выполнение условияthe setting action of the open channel of the gas temperature limitation occurs and the condition

Figure 00000014
Figure 00000014

при переключении САУ на канал ограничения температуры газа при равенстве сигналов на входах селектора минимального сигналаwhen switching the self-propelled guns to the gas temperature limiting channel with equal signals at the inputs of the minimum signal selector

Figure 00000015
Figure 00000015

Это позволяет получить необходимое качество переходного процесса по температуре газа при включении этого канала.This allows you to get the required quality of the transition process according to the gas temperature when this channel is turned on.

Недостатком такой САУ является то, что при обратном переключении с канала температуры газа на канал частоты вращения ротора структура, параметры корректирующих звеньев и место включения корректирующего сигнала должны изменяться, т.е. эта система не является адаптивной к изменению ее структуры при селектировании каналов и не обеспечивает в этом случае заданного качества переходных процессов.The disadvantage of this self-propelled guns is that when you switch back from the gas temperature channel to the rotor speed channel, the structure, parameters of the correcting links and the place where the correcting signal is turned on must change, i.e. this system is not adaptive to a change in its structure when selecting channels and does not provide in this case the specified quality of transients.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение динамических характеристик САУ путем устранения забросов и обеспечения заданного качества переходных процессов по выходным координатам ГТД при прямом и обратном включении селектором различных каналов системы, что приводит к улучшению качества системы управления и к повышению ресурса работы двигателя.The task to which the claimed invention is directed is to improve the dynamic characteristics of self-propelled guns by eliminating casts and ensuring a given quality of transients in the output coordinates of the gas turbine engine when the selector switches the various channels of the system forward and backward, which improves the quality of the control system and increases the life of the engine .

Решение поставленной задачи достигается тем, что в систему автоматического управления газотурбинного двигателя, содержащую последовательно соединенные регулятор частоты вращения ротора, селектор минимального сигнала, изодромный регулятор, газотурбинный двигатель, измеритель частоты вращения ротора и первый элемент сравнения, задатчик частоты вращения ротора, выход которого подключен к второму входу первого элемента сравнения, последовательно соединенные измеритель температуры газа, второй элемент сравнения, первый суммирующий элемент, регулятор температуры газа и логическое устройство, задатчик температуры газа, выход которого подключен к второму входу второго элемента сравнения, причем выход регулятора частоты вращения ротора соединен со вторым входом логического устройства, выход регулятора температуры газа соединен со вторым входом селектора минимального сигнала, а второй выход газотурбинного двигателя соединен с входом измерителя температуры газа, в отличие от прототипа дополнительно введены последовательно соединенные селектор максимального сигнала, третий элемент сравнения, блок согласования, переключатель и второй суммирующий элемент, причем первый и второй входы селектора максимального сигнала соединены соответственно с первым и вторым входами селектора минимального сигнала, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен со вторым входом второго суммирующего элемента, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения ротора, выход логического устройства соединен со вторым входом переключателя, второй выход которого подключен к второму входу первого суммирующего элемента.The solution to this problem is achieved by the fact that in the automatic control system of a gas turbine engine containing a rotor speed controller, a minimum signal selector, an isodrome controller, a gas turbine engine, a rotor speed meter and a first comparison element, a rotor speed controller, the output of which is connected to the second input of the first comparison element, a gas temperature meter connected in series, the second comparison element, the first summing electric an element, a gas temperature controller and a logic device, a gas temperature controller, the output of which is connected to the second input of the second comparison element, wherein the output of the rotor speed controller is connected to the second input of the logic device, the gas temperature controller output is connected to the second input of the minimum signal selector, and the second the output of the gas turbine engine is connected to the input of the gas temperature meter, in contrast to the prototype, series-connected maximum signal selectors are additionally introduced , a third comparison element, a matching unit, a switch and a second summing element, wherein the first and second inputs of the maximum signal selector are connected respectively to the first and second inputs of the minimum signal selector, the output of which is connected to the second input of the third comparison element, the output of the first comparison element is connected to the second the input of the second summing element, the output of which is connected to the input of the rotor speed controller, the output of the logic device is connected to the second input of the switch, th output is connected to the second input of the first summing element.

Существо системы поясняется чертежами. На фиг.1 представлена блок-схема системы автоматического управления газотурбинного двигателя; на фиг.2 - результаты моделирования переходных процессов в САУ ГТД при различных переключениях каналов селектором минимального сигнала:The essence of the system is illustrated by drawings. Figure 1 presents a block diagram of an automatic control system for a gas turbine engine; figure 2 - the results of the simulation of transients in the ACS of the gas turbine engine with various channel changes by the minimum signal selector:

а) с канала частоты вращения ротора на канал температуры газа, б) с канала температуры газа на канал частоты вращения ротора, с контуром и без контура адаптации, при этом выходные координаты ГТД представлены в относительном видеa) from the channel of the rotor speed to the channel of the gas temperature, b) from the channel of the gas temperature to the channel of the rotor speed, with and without an adaptation circuit, while the GTD output coordinates are presented in relative form

Figure 00000016
Figure 00000016

Система автоматического управления газотурбинного двигателя содержит последовательно соединенные регулятор частоты вращения ротора 1, селектор минимального сигнала 2, изодромный регулятор 3, газотурбинный двигатель 4, измеритель частоты вращения ротора 5 и первый элемент сравнения 6, задатчик частоты вращения ротора 7, выход которого подключен к второму входу первого элемента сравнения 6, последовательно соединенные измеритель температуры газа 8, второй элемент сравнения 9, первый суммирующий элемент 10, регулятор температуры газа 11 и логическое устройство 12, задатчик температуры газа 13, выход которого подключен к второму входу второго элемента сравнения 9, причем выход регулятора частоты вращения ротора 1 соединен со вторым входом логического устройства 12, выход регулятора температуры газа 11 соединен со вторым входом селектора минимального сигнала 2, а второй выход газотурбинного двигателя 4 соединен с входом измерителя температуры газа 8, при этом система дополнительно содержит последовательно соединенные селектор максимального сигнала 14, третий элемент сравнения 15, блок согласования 16, переключатель 17 и второй суммирующий элемент 18, причем первый и второй входы селектора максимального сигнала 14 соединены соответственно с первым и вторым входами селектора минимального сигнала 2, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента сравнения 15, выход первого элемента сравнения 6 соединен со вторым входом второго суммирующего элемента 18, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения ротора 1, выход логического устройства 12 соединен со вторым входом переключателя 17, второй выход которого подключен к второму входу первого суммирующего элемента 10.The automatic control system of a gas turbine engine contains a series-connected rotor speed controller 1, a minimum signal selector 2, an isodrome controller 3, a gas turbine engine 4, a rotor speed meter 5 and a first comparison element 6, a rotor speed controller 7, the output of which is connected to the second input the first comparison element 6, the gas temperature meter 8 connected in series, the second comparison element 9, the first summing element 10, the gas temperature regulator 11 and the log a device 12, a gas temperature adjuster 13, the output of which is connected to the second input of the second comparison element 9, the output of the rotor speed regulator 1 being connected to the second input of the logic device 12, the output of the gas temperature regulator 11 being connected to the second input of the minimum signal selector 2, and the second output of the gas turbine engine 4 is connected to the input of the gas temperature meter 8, while the system additionally contains series-connected selector of the maximum signal 14, the third comparison element 15, bl ok coordination 16, the switch 17 and the second summing element 18, and the first and second inputs of the maximum signal selector 14 are connected respectively to the first and second inputs of the minimum signal selector 2, the output of which is connected to the second input of the third comparison element 15, the output of the first comparison element 6 is connected with the second input of the second summing element 18, the output of which is connected to the input of the speed controller of the rotor 1, the output of the logic device 12 is connected to the second input of the switch 17, the second output is cerned connected to the second input of the first summing element 10.

Система автоматического управления газотурбинного двигателя работает следующим образом.The automatic control system of a gas turbine engine operates as follows.

В канале регулирования частоты вращения ротора ГТД 4 сигнал с измерителя частоты вращения ротора 5, пропорциональный частоте вращения ротора, поступает на первый элемент сравнения 6, где сравнивается с выходным сигналом задатчика частоты вращения ротора 7 и формируется выходной сигнал рассогласования E1, пропорциональный отклонению частоты вращения ротора от заданного значения. Этот сигнал через второй суммирующий элемент 18 поступает на вход регулятора частоты вращения ротора 1, выход которого U1 подключен к первому входу селектора минимального сигнала 2.In the channel for regulating the rotor speed of the turbine engine 4, the signal from the rotor speed meter 5, proportional to the rotor speed, is supplied to the first comparison element 6, where it is compared with the output signal of the rotor speed setter 7 and an output error signal E 1 is generated, which is proportional to the speed deviation rotor from the set value. This signal through the second summing element 18 is fed to the input of the speed controller of the rotor 1, the output of which U 1 is connected to the first input of the minimum signal selector 2.

В канале регулирования температуры газа ГТД 4 сигнал с измерителя температуры газа 8, пропорциональный температуре газа, поступает на второй элемент сравнения 9, где сравнивается с выходным сигналом задатчика температуры газа 7 и формируется выходной сигнал рассогласования E2, пропорциональный отклонению температуры газа от заданного значения. Этот сигнал через первый суммирующий элемент 10 поступает на вход регулятора температуры газа 11, выход которого U2 подключен к второму входу селектора минимального сигнала 2.In the gas temperature control channel of the gas turbine engine 4, the signal from the gas temperature meter 8, proportional to the gas temperature, is supplied to the second comparison element 9, where it is compared with the output signal of the gas temperature setter 7 and an output mismatch signal E 2 is generated, which is proportional to the deviation of the gas temperature from the set value. This signal through the first summing element 10 is fed to the input of the gas temperature controller 11, the output of which U 2 is connected to the second input of the minimum signal selector 2.

На выход селектора минимального сигнала 2 проходит выходной сигналThe output signal selector minimum signal 2 passes the output signal

Figure 00000017
Figure 00000017

того канала регулирования, который в данный момент по условиям работы ГТД требует меньшего расхода топлива. Сигнал с селектора минимального сигнала 2 через изодромный регулятор 3, который выполняет функцию и исполнительного устройства, изменяет расход топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя 4.the control channel, which currently requires less fuel consumption under the terms of the gas turbine engine. The signal from the selector of the minimum signal 2 through the isodromic regulator 3, which performs the function of the actuator, changes the fuel consumption in the combustion chamber of the gas turbine engine 4.

Выходные сигналы регулятора частоты вращения ротора 1 U1 и регулятора температуры газа 11 U2 поступают на входы селектора максимального сигнала 14, на выходе которого формируется сигналThe output signals of the rotor speed controller 1 U 1 and the gas temperature controller 11 U 2 are fed to the inputs of the maximum signal selector 14, at the output of which a signal is generated

Figure 00000018
Figure 00000018

На выходе третьего элемента сравнения 15 определяется разность сигналов на выходе регуляторовThe output of the third comparison element 15 determines the difference of the signals at the output of the regulators

Figure 00000019
Figure 00000019

где Uзам - выходной сигнал регулятора замкнутого канала;where U zam - the output signal of the closed-loop controller;

Uраз - выходной сигнал регулятора разомкнутого канала.U times - the output signal of the open channel regulator.

Выходные сигналы U1 и U2 поступают также на вход логического устройства 12, на выходе которого формируется логический сигнал L, определяющий замкнутый канал САУThe output signals U 1 and U 2 also go to the input of the logical device 12, the output of which is formed by a logical signal L, which defines the closed channel of the ACS

Figure 00000020
Figure 00000020

Выходной сигнал ε третьего элемента сравнения 15 через блок согласования 16 и переключатель 17 поступает на вход соответствующего регулятора разомкнутого канала с помощью первого 10 или второго 18 суммирующего элемента, что определяется состоянием переключателя 17 в соответствии с логическим сигналом L логического устройства 12. Так как ε меньше нуля, то этот сигнал уменьшает задающее воздействие разомкнутого канала и тем самым корректирует момент переключения каналов.The output signal ε of the third comparison element 15 through the matching unit 16 and the switch 17 is input to the corresponding open-loop controller using the first 10 or second 18 summing element, which is determined by the state of the switch 17 in accordance with the logical signal L of the logical device 12. Since ε is less zero, then this signal reduces the driving effect of the open channel and thereby corrects the moment of switching channels.

Как было отмечено выше, регуляторы частоты вращения ротора 1 и температуры газа 11 имеют разные динамические характеристики, в результате чего условие переключения селектора минимального сигнала 2As noted above, the speed controllers of the rotor 1 and the gas temperature 11 have different dynamic characteristics, as a result of which the condition for switching the selector of the minimum signal 2

Figure 00000021
Figure 00000021

отличается от необходимого эталонного условия переключения САУ - равенства рассогласований между текущими значениями выходных координат и их задающими воздействиямиdiffers from the necessary reference condition for switching the ACS - equality of mismatches between the current values of the output coordinates and their defining effects

Figure 00000022
Figure 00000022

Следовательно, необходимо согласование этих условий. Как известно [4], согласование поведения отдельных каналов САУ возможно за счет контура управления их относительным движением. В данном случае оно обеспечивается за счет введения контура сигнальной самонастройки по разности сигналов ε на выходе регуляторов с воздействием на задающее воздействие разомкнутого канала системы. Это позволяет построить САУ ГТД, адаптивную к изменению ее структуры при переключении каналов селектором.Therefore, coordination of these conditions is necessary. As is known [4], coordination of the behavior of individual ACS channels is possible due to the control loop of their relative motion. In this case, it is ensured by introducing a signal self-tuning circuit according to the difference of the signals ε at the output of the regulators with the action of the open channel of the system acting on the driving effect. This allows you to build self-propelled guns gas turbine engine, adaptive to a change in its structure when switching channels with a selector.

Пусть замкнутым является канал регулирования частоты вращения ротора, т.е. первый канал. Тогда выход контура сигнальной самонастройки включен с помощью первого суммирующего элемента 10 на вход регулятора температуры газа 11 второго разомкнутого канала.Let the channel for controlling the rotor speed be closed, i.e. first channel. Then, the output of the signal self-tuning circuit is switched on by means of the first summing element 10 to the input of the gas temperature controller 11 of the second open channel.

Сигнал на выходе регулятора частоты вращения ротораThe signal at the output of the rotor speed controller

Figure 00000023
Figure 00000023

Сигнал на выходе регулятора температуры газаSignal at the output of the gas temperature controller

Figure 00000024
Figure 00000024

где Wc(p) - передаточная функция блока согласования 16.where W c (p) is the transfer function of the matching block 16.

Тогда разность сигналов на выходе регуляторовThen the difference of the signals at the output of the regulators

Figure 00000025
Figure 00000025

При Wc(p), равном K, и K, достаточно большом, получаемFor W c (p) equal to K and K sufficiently large, we obtain

ε→0; U2→U1,ε → 0; U 2 → U 1 ,

илиor

Figure 00000026
Figure 00000026

где m - достаточно малая величина.where m is a sufficiently small quantity.

Таким образом, за счет работы контура сигнальной самонастройки момент переключения селектора минимального сигнала 2Thus, due to the operation of the signal self-tuning circuit, the moment of switching the minimum signal selector 2

Figure 00000027
Figure 00000027

приближается к условию переключения каналов по ошибкам каналовapproaching the condition of channel switching by channel errors

Figure 00000028
Figure 00000028

Это, соответственно, позволяет ликвидировать заброс и обеспечить необходимое качество переходного процесса при замыкании и включении в работу регулятора температуры газа 11. При U1, равном U2, происходит переключение каналов, и далее при U1, большем по сравнению с U2, - изменение состояния каналов: первый канал становится разомкнутым, а второй канал - замкнутым. Это приводит к изменению также и структуры контура самонастройки.This, accordingly, allows to eliminate casting and ensure the necessary quality of the transition process when the gas temperature controller 11 is closed and the regulator is turned on. When U 1 is equal to U 2 , the channels are switched, and then when U 1 is greater than U 2 , - change in the state of the channels: the first channel becomes open, and the second channel becomes closed. This also leads to a change in the structure of the self-tuning loop.

Аналогичные процессы характерны для САУ и при переключении селектора с замкнутого канала температуры газа на канал частоты вращения ротора. В этом случае выходной сигнал контура самонастройки включается с помощью переключателя 17 и второго суммирующего элемента 18 на вход регулятора частоты вращения ротора 1, изменяя задающее воздействие первого канала.Similar processes are typical for self-propelled guns and when the selector is switched from a closed channel of gas temperature to the channel of the rotor speed. In this case, the output signal of the self-tuning circuit is switched on with the switch 17 and the second summing element 18 to the input of the speed controller of the rotor 1, changing the driving effect of the first channel.

Так как порядок знаменателей передаточных функций отдельных регуляторов W1(p) и W2(p) двухвального ГТД не выше двух, то контур самонастройки обеспечивает хорошее качество переходных процессов при достаточно высоких значениях коэффициента передачи K.Since the order of the denominators of the transfer functions of the individual regulators W 1 (p) and W 2 (p) of a two-shaft gas-turbine engine is not higher than two, the self-tuning circuit provides a good quality of transients at sufficiently high values of the transfer coefficient K.

Результаты моделирования рассмотренной САУ ГТД, приведенные на фиг.2, при задающих воздействиях каналовThe simulation results of the considered self-propelled guns of the gas turbine engine, shown in figure 2, with the setting actions of the channels

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

и выполнении условия (8) показывают, что при прямом и обратном переключении каналов селектором качество переходных процессов включаемого канала существенно улучшается при введении контура самонастройки. САУ сохраняет заданное качество при изменении структуры, т.е. является адаптивной.and the fulfillment of conditions (8) show that with direct and reverse switching of channels by a selector, the quality of transients of a switched channel is significantly improved with the introduction of a self-tuning circuit. Self-propelled guns maintains the specified quality when changing the structure, i.e. is adaptive.

Итак, заявляемое изобретение позволяет осуществить адаптивное управление различными выходными координатами ГТД с помощью селектора каналов и контура сигнальной самонастройки. Устраняются забросы выходных координат двигателя, обеспечивается заданное качество переходных процессов включаемого канала системы, что способствует повышению ресурса ГТД.So, the claimed invention allows for adaptive control of various output coordinates of the gas turbine engine using a channel selector and a signal self-tuning circuit. The casting of the output coordinates of the engine is eliminated, the specified quality of transients of the included channel of the system is ensured, which contributes to an increase in the resource of the gas turbine engine.

Источники литературыSources of literature

1. Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов. / Под ред. А.А.Шевякова. - М.: Машиностроение, 1983. - 283 с., стр.126, рис.3.26.1. Integrated systems for automatic control of aircraft power plants. / Ed. A.A.Shevyakova. - M.: Mechanical Engineering, 1983.- 283 p., P. 126, Fig. 3.26.

2. Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов. / Под ред. А.А.Шевякова. - М.: Машиностроение, 1983. - 283 с., стр.110.2. Integrated systems for automatic control of aircraft power plants. / Ed. A.A.Shevyakova. - M.: Mechanical Engineering, 1983.- 283 p., P. 110.

3. Свидетельство РФ №2416 на полезную модель. МПК 6 F02C 9/28. Система автоматического регулирования газотурбинного двигателя. / В.И.Петунин, А.И.Фрид, В.В.Васильев, Ф.А.Шаймарданов. Заявка №95108046; заявл. 18.05.95; опубл. 16.07.96; Бюл. №7.3. Certificate of the Russian Federation No. 2416 for a utility model. IPC 6 F02C 9/28. System for automatic regulation of a gas turbine engine. / V.I. Petunin, A.I. Frid, V.V. Vasiliev, F.A. Shaimardanov. Application No. 95108046; declared 05/18/95; publ. 07/16/96; Bull. Number 7.

4. Мирошник И.В. Согласованное управление многоканальными системами. - Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 128 с., стр.21, рис.1.8.4. Miroshnik IV Coordinated management of multi-channel systems. - L.: Energoatomizdat, 1990 .-- 128 p., P. 21, fig. 1.8.

Claims (1)

Система автоматического управления газотурбинного двигателя, содержащая последовательно соединенные регулятор частоты вращения ротора, селектор минимального сигнала, изодромный регулятор, газотурбинный двигатель, измеритель частоты вращения ротора и первый элемент сравнения, задатчик частоты вращения ротора, выход которого подключен ко второму входу первого элемента сравнения, последовательно соединенные измеритель температуры газа, второй элемент сравнения, первый суммирующий элемент, регулятор температуры газа и логическое устройство, задатчик температуры газа, выход которого подключен ко второму входу второго элемента сравнения, причем выход регулятора частоты вращения ротора соединен со вторым входом логического устройства, выход регулятора температуры газа соединен со вторым входом селектора минимального сигнала, а второй выход газотурбинного двигателя соединен с входом измерителя температуры газа, отличающаяся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные селектор максимального сигнала, третий элемент сравнения, блок согласования, переключатель и второй суммирующий элемент, причем первый и второй входы селектора максимального сигнала соединены соответственно с первым и вторым входами селектора минимального сигнала, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен со вторым входом второго суммирующего элемента, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения ротора, выход логического устройства соединен со вторым входом переключателя, второй выход которого подключен ко второму входу первого суммирующего элемента. An automatic control system for a gas turbine engine, comprising a rotor speed controller, a minimum signal selector, an isodromic regulator, a gas turbine engine, a rotor speed meter and a first comparison element, a rotor speed controller, the output of which is connected to the second input of the first comparison element, in series gas temperature meter, second comparison element, first summing element, gas temperature controller and logic a device, a gas temperature adjuster, the output of which is connected to the second input of the second comparison element, the output of the rotor speed controller being connected to the second input of the logic device, the gas temperature controller output being connected to the second input of the minimum signal selector, and the second output of the gas turbine engine connected to the meter input gas temperature, characterized in that it further comprises a series-connected selector of the maximum signal, a third comparison element, a matching unit, ne a switch and a second summing element, wherein the first and second inputs of the maximum signal selector are connected respectively to the first and second inputs of the minimum signal selector, the output of which is connected to the second input of the third comparison element, the output of the first comparison element is connected to the second input of the second summing element, the output of which is connected to the input of the rotor speed controller, the output of the logic device is connected to the second input of the switch, the second output of which is connected to the second input of the of the total summing element.
RU2010147793/06A 2010-11-23 2010-11-23 Gas turbine engine acs RU2446298C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147793/06A RU2446298C1 (en) 2010-11-23 2010-11-23 Gas turbine engine acs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147793/06A RU2446298C1 (en) 2010-11-23 2010-11-23 Gas turbine engine acs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2446298C1 true RU2446298C1 (en) 2012-03-27

Family

ID=46030905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147793/06A RU2446298C1 (en) 2010-11-23 2010-11-23 Gas turbine engine acs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2446298C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601712C2 (en) * 2015-03-06 2016-11-10 Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" Noise-immune self-tuning of gas turbine engine gas temperature meter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU377731A1 (en) * 1970-12-21 1973-04-17 Авторы изобретени витель METHOD OF REGULATING THE P-MEASURES OBJECT WITH A SINGLE REGULATORY INFLUENCE
GB2184169B (en) * 1985-12-12 1989-10-25 Mtu Muenchen Gmbh Apparatus for controlling the fuel supply to the after-burner of a by-pass flow gas-turbine jet engine
SU1758260A1 (en) * 1989-07-26 1992-08-30 Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова Power plant control method
RU2416U1 (en) * 1995-05-18 1996-07-16 Уфимский государственный авиационный технический университет AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE
RU3008U1 (en) * 1995-06-15 1996-10-16 Уфимский государственный авиационный технический университет AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU377731A1 (en) * 1970-12-21 1973-04-17 Авторы изобретени витель METHOD OF REGULATING THE P-MEASURES OBJECT WITH A SINGLE REGULATORY INFLUENCE
GB2184169B (en) * 1985-12-12 1989-10-25 Mtu Muenchen Gmbh Apparatus for controlling the fuel supply to the after-burner of a by-pass flow gas-turbine jet engine
SU1758260A1 (en) * 1989-07-26 1992-08-30 Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова Power plant control method
RU2416U1 (en) * 1995-05-18 1996-07-16 Уфимский государственный авиационный технический университет AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE
RU3008U1 (en) * 1995-06-15 1996-10-16 Уфимский государственный авиационный технический университет AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601712C2 (en) * 2015-03-06 2016-11-10 Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" Noise-immune self-tuning of gas turbine engine gas temperature meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11261812B2 (en) Model reference adaptive controller
DE102010038134B4 (en) Model-based coordinated air-fuel control for a gas turbine
CN106886151B (en) The design and dispatching method of constrained forecast controller under a kind of aero-engine multi-state
KR100919572B1 (en) A velocity type neural controller for speed control of a digital speed regulator
CN104389685B (en) A kind of design method of aeroengine self adaption life extension control system
CN111095130B (en) Hybrid system for controlling an aircraft engine and method for controlling the same
CN104635486A (en) Method and device for setting parameters of closed-loop PID (proportion integration differentiation) controller of gas turbine
CN108313251B (en) Bavin electricity based on PID-combustion combined power plant double-closed-loop control method
CN104696077A (en) Fuel flow regulation method and PID controller
RU2446298C1 (en) Gas turbine engine acs
RU2395704C1 (en) Gas turbine engine control system
RU2332581C1 (en) Gas turbine engine automatic control system
CN102678361A (en) Engine control system with algorithm for actuator control
RU2446299C1 (en) Method of cotrolling multidimensional object
RU112725U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE COMPRESSOR POSITION CONTROL SYSTEM
RU2464437C1 (en) Control method of jet turbine double-flow engine with afterburner
RU2319026C1 (en) Gas-turbine engine automatic control system
RU2308605C2 (en) Gas-turbine engine control method
EP2886837B1 (en) Engine control apparatus and method
RU2172857C1 (en) Gas-turbine engine automatic control system
RU2418964C1 (en) Automatic control system of gas-turbine engine rotor rotation frequency
CN106103951B (en) Method and apparatus for controlling the air-fuel ratio in internal combustion engine
KR20170097179A (en) Pilot control of internal combustion engine
RU2653262C2 (en) Method of management of a gas turbine engine and system for its implementation
CN113756963B (en) Gas turbine load control device and method

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161124