RU2599414C2 - Способ и устройство для мониторинга системы приведения в действие на основе сервоклапанов - Google Patents

Способ и устройство для мониторинга системы приведения в действие на основе сервоклапанов Download PDF

Info

Publication number
RU2599414C2
RU2599414C2 RU2013144739/06A RU2013144739A RU2599414C2 RU 2599414 C2 RU2599414 C2 RU 2599414C2 RU 2013144739/06 A RU2013144739/06 A RU 2013144739/06A RU 2013144739 A RU2013144739 A RU 2013144739A RU 2599414 C2 RU2599414 C2 RU 2599414C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
servo valve
control device
monitoring method
value
control current
Prior art date
Application number
RU2013144739/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013144739A (ru
Inventor
Николя Мари Пьер ГЕЙТ
Франк ГОДЕЛЬ
Бенуа ПОНТАЛЛЬЕ
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2013144739A publication Critical patent/RU2013144739A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599414C2 publication Critical patent/RU2599414C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42271—Monitor parameters, conditions servo for maintenance, lubrication, repair purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Способ для мониторинга системы для приведения в действие изменяемых геометрий турбореактивного двигателя, при этом способ мониторинга содержит этап для определения стабилизированного режима, этап для определения среднего значения управляющего тока в ходе определения стабилизированного режима и этап для сравнения упомянутого среднего значения с предварительно определенным пороговым значением. Технический результат изобретения - повышение эффективности данного способа. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к области техники систем приведения в действие на основе сервоклапанов. Изобретение конкретно относится к системе приведения в действие для авиационного турбореактивного двигателя.
Турбореактивный двигатель типично содержит системы приведения в действие на основе сервоклапанов, предназначенные для управления изменяемыми геометриями турбореактивного двигателя.
Под "изменяемыми геометриями" турбореактивного двигателя здесь подразумеваются модули двигателя или его окружения, размеры, формы, позиции и/или скорости которых могут быть модифицированы в зависимости от определенных событий или рабочих параметров двигателя. Примеры "изменяемых геометрий" представляют собой лопасти статора с регулируемым шагом спрямляющих аппаратов компрессора, выпускные клапаны компрессора, кромки лопастей турбины и дозатор топлива.
В типичном варианте эти системы приведения в действие отслеживаются посредством модуля электронного управления системы управления двигателем или EEC ("электронного управления двигателем") таким образом, чтобы адаптировать изменяемые геометрии к сценарию полета. Управление обеспечивается через контуры обратной связи.
Таким образом, следует четко понимать, что мониторинг систем для приведения в действие изменяемых геометрий в турбореактивном двигателе является крайне важным с точки зрения готовности и производительности турбореактивного двигателя.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000004
Figure 00000001
Figure 00000005
Ухудшение характеристик этих систем приведения в действие конкретно выражается посредством несовместимых позиций и/или размеров модулей турбореактивного двигателя с управляющими воздействиями ECU в установившемся рабочем режиме или посредством медленной реакции этих модулей на эти управляющие воздействия в переходных режимах. Эти ухудшения характеристик являются настораживающими признаками неисправности, поскольку, в общем, в первой фазе они компенсируются либо посредством контуров обратной связи систем приведения в действие либо без конкретного последствия, за исключением реконфигурации (например, изменения в активном канале управления).
Тем не менее, после некоторого времени, в течение которого эти ухудшения характеристик сохраняются и усиливаются, они больше не могут компенсироваться, поскольку управляющее оборудование имеет ограничения. Таким образом, эти ухудшения характеристик могут иметь последствия в виде снижения эксплуатационных параметров турбореактивного двигателя или его поломки. Это может выражаться посредством сообщения с ошибкой, передаваемого посредством ECU. Следовательно, определение этого ухудшения характеристик является слишком запоздалым, поскольку оно осуществляется только тогда, когда возникает неисправность в системе приведения в действие.
Конкретный тип ухудшения характеристик представляет собой смещение тока покоя сервоклапана, как показано на фиг. 2.
Фиг. 2 является графиком, который иллюстрирует кривую рабочей характеристики сервоклапана. Более конкретно график на фиг. 2 иллюстрирует зависимое от времени изменение в гидравлическом расходе Q, доставляемом посредством сервоклапана 3 в актуатор, в зависимости от управляющего тока Icmd. На фиг. 2 Imax представляет максимальное значение управляющего тока Icmd, которое может предоставлять ECU.
Кривая 20 соответствует расчетному режиму сервоклапана и показывает то, что ток покоя сервоклапана, т.е. управляющий ток, требуемый для поддержания актуатора в определенной позиции, имеет ненулевое значение I0. Тем не менее, в расчетном режиме ток Imax дает возможность предоставления максимального гидравлического расхода Qmax.
Кривая 21 иллюстрирует нерасчетный режим сервоклапана, например режим после старения. Можно видеть, что ток покоя имеет значение I1 большее I0. Другими словами, выявлено смещение тока покоя сервоклапана. Дополнительно в нерасчетном режиме кривой 21 ток Imax больше не дает возможности предоставления максимального гидравлического расхода Qmax. Другими словами, кривая 21 соответствует режиму ухудшенных характеристик сервоклапана.
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Определение такого режима ухудшенных характеристик хорошо известно. Тем не менее, в ходе определения рабочие характеристики турбореактивного двигателя уже существенно затронуты.
Следовательно, существует потребность в эффективном способе мониторинга для системы для приведения в действие изменяемых геометрий турбореактивного двигателя, в частности для того, чтобы иметь возможность доставлять уведомление о необходимости технического обслуживания для этой системы приведения в действие до того, как снизятся эксплуатационные параметры турбореактивного двигателя или произойдет его поломка.
Аналогичная потребность существует в других вариантах применения системы приведения в действие на основе сервоклапанов.
Документ US 2009/0306830 описывает способ для мониторинга системы клапанов, в котором время переключения элемента клапана измеряется между двумя позициями. Если эта длительность превышает предварительно определенное пороговое значение, способ определяет то, обусловлено это превышение износом системы или общим режимом. Общий режим, например, представляется посредством управляющего тока электромагнитного клапана. Управляющий ток сравнивается с опорным значением. Тем не менее, этот документ не описывает, что релевантный управляющий ток является средним значением управляющего тока в ходе обнаружения стабилизированного режима, при этом стабилизированный режим определяется посредством верификации того, что измеренная позиция актуатора остается постоянной. Напротив, описанный способ мониторинга требует переключения элементов клапана между двумя позициями.
Цель и сущность изобретения
Настоящее изобретение удовлетворяет вышеуказанную потребность посредством предложения способа для мониторинга системы приведения в действие, содержащей устройство управления, сервоклапан и актуатор, управляемый посредством сервоклапана, причем устройство управления может определять управляющий ток согласно заданному значению позиции и измеренной позиции актуатора и предоставлять управляющий ток в сервоклапан. Этот способ мониторинга отличается тем, что он содержит:
- этап для определения стабилизированного режима,
- этап для определения среднего значения управляющего тока в ходе определения стабилизированного режима, и
- этап для сравнения среднего значения с предварительно определенным пороговым значением.
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Соответственно изобретение также направлено на устройство управления для системы приведения в действие, содержащей устройство управления, сервоклапан и актуатор, управляемый посредством сервоклапана, причем устройство управления может определять управляющий ток согласно заданному значению позиции и измеренной позиции актуатора и предоставлять управляющий ток в сервоклапан. Это устройство мониторинга отличается тем, что оно содержит:
- средство для определения стабилизированного режима,
- средство для определения среднего значения управляющего тока в ходе определения стабилизированного режима, и
- средство для сравнения среднего значения с предварительно определенным пороговым значением.
В стабилизированном режиме позиция актуатора соответствует заданному значению позиции. Следовательно, управляющий ток сервоклапана соответствует току покоя сервоклапана. Вычисление среднего значения этого тока дает возможность работы без быстрых изменений, и сравнение с пороговым значением дает возможность тестирования того, является или нет смещение тока покоя приемлемым.
Способ мониторинга может содержать, перед этапом определения, этап ожидания с периодом ожидания, в ходе которого определяется стабилизированный режим.
Это предоставляет возможность выжидания ослабления возможных переходных эффектов после определения этого стабилизированного режима.
В варианте осуществления стабилизированный режим определяется согласно позиции актуатора.
В варианте осуществления система приведения в действие является системой для приведения в действие изменяемых геометрий авиационного турбореактивного двигателя, при этом стабилизированный режим определяется, когда воздушное судно находится на земле.
Среднее значение может быть определено согласно управляющему току, определенному посредством устройства управления.
Следовательно, среднее значение является точным, поскольку на него не влияет точность измерения управляющего тока.
В этом случае устройство управления может содержать пропорционально-интегральный контроллер, при этом среднее значение определяется согласно интегральному току управления.
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Согласно варианту осуществления способ мониторинга содержит, когда среднее значение превышает или равно предварительно определенному пороговому значению, этап для формирования сообщения о необходимости технического обслуживания.
В конкретном варианте осуществления различные этапы способа мониторинга определяются посредством инструкций компьютерных программ.
Соответственно изобретение также направлено на компьютерную программу на носителе информации, причем эта программа может применяться в устройстве мониторинга или, если обобщать, в компьютере, причем эта программа включает в себя инструкции, выполненные с возможностью для применения этапов способа мониторинга, как описано выше.
Эта программа может использовать любой язык программирования и иметь форму исходного кода, объектного кода или промежуточного кода между исходным кодом и объектным кодом, к примеру в частично компилированной форме либо в любой другой требуемой форме.
Изобретение также направлено на машиночитаемый носитель информации и включает в себя инструкции компьютерной программы, как упомянуто выше.
Носитель информации может быть любым объектом, сущностью или устройством, допускающим сохранение программы. Например, носитель может включать в себя средство хранения, такое как ROM, например CD-ROM или ROM микроэлектронной схемы, либо дополнительно средство магнитной записи, например дискету (гибкий диск) или жесткий диск.
С другой стороны, носитель информации может представлять собой передающую среду, к примеру электрический или оптический сигнал, который может быть передан через электрический или оптический кабель, по радиосвязи либо посредством другого средства. Программа согласно изобретению может, в частности, загружаться по сети Интернет.
Альтернативно носитель информации может быть интегральной схемой, в которую включена программа, при этом схема выполнена с возможностью осуществления релевантного способа или использования при его осуществлении.
Краткое описание чертежей
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения должны становиться очевидными из нижеприведенного описания в отношении прилагаемых чертежей, которые иллюстрируют примерный его вариант осуществления без ограничений.
На этих чертежах:
фиг. 1 иллюстрирует систему приведения в действие турбореактивного двигателя,
фиг. 2 является графиком, который иллюстрирует кривую работы сервоклапана,
фиг. 3 иллюстрирует в качестве блок-схемы последовательности операций способа основные этапы способа мониторинга согласно изобретению.
Подробное описание вариантов осуществления
Как описано выше, изобретение относится к мониторингу цепочек сервоуправления систем приведения в действие на основе сервоклапанов. В варианте осуществления, описанном здесь, рассматривается мониторинг цепочки сервоуправления системы приведения в действие, управляющей изменяемой геометрией турбореактивного двигателя в качестве оборудования воздушного судна. Тем не менее, это допущение не накладывает никаких ограничений. Изобретение также применяется к другим системам приведения в действие с использованием сервоклапана, в частности к строительному оборудованию, промышленным роботам и т.п.
Приведение в действие изменяемой геометрии, например, соответствует управлению:
- позицией дозатора топлива турбореактивного двигателя, так же известного как FMV ("клапан дозирования топлива");
- позициями выпускных клапанов компрессора турбореактивного двигателя, к примеру систем приведения в действие на основе регулируемого дренажного клапана (регулируемого дренажного клапана) и TBV (динамического дренажного клапана);
- углами тангажа лопастей статора турбореактивного двигателя, так же известных как VSB (поворотная лопасть статора); и
- зазорами в кромках лопасти турбины высокого давления или низкого давления, к примеру систем приведения в действие на основе HPTACC (активного управления зазорами турбины высокого давления) или LPTACC (активного управления зазорами турбины низкого давления).
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Figure 00000001
Figure 00000006
Фиг. 1 иллюстрирует систему 1 приведения в действие, управляющую позицией дозатора топлива турбореактивного двигателя. Система приведения в действие содержит устройство 2 управления, сервоклапан 3 и актуатор 4. Позиция актуатора 4 влияет на расход топлива, доставляемого посредством дозатора топлива (не показан).
Устройство 2 управления может быть компьютером турбореактивного двигателя (ECU, "модулем управления двигателем"), также называемым автономным устройством управления для воздушного судна (FADEC, "автономной цифровой системой управления двигателем").
Актуатор 4 ассоциирован с датчиком 5 позиции. Позиция актуатора 4 управляется посредством сервоклапана 3, непосредственно управляемого посредством устройства 2 управления. Более конкретно сервоклапан 3 адаптирует гидравлическую мощность, доставляемую в актуатор 4, согласно электрическому управляющему току Icmd, который он принимает из устройства 2 управления.
Позиция актуатора 4, измеряемая посредством датчика 5, указывается как Pos_m и предоставляется в устройство 2 управления.
Устройство 2 управления, сервоклапан 3 и актуатор 4 образуют контур обратной связи. Фактически устройство 2 управления определяет разность ε между позицией Pos_m и заданным значением позиции, указанным как Pos_c. Разность ε предоставляется в контроллер 6, например, пропорционально-интегрального типа, который определяет управляющий ток Icmd.
Устройство 2 управления здесь имеет аппаратную архитектуру компьютера. Оно конкретно включает в себя процессор 11, энергонезависимое запоминающее устройство 12, энергозависимое запоминающее устройство 13, интерфейс 14 и модуль 15 связи. С помощью процессора 11 можно выполнять компьютерные программы, сохраняемые в памяти в энергонезависимом запоминающем устройстве 12, посредством использования энергозависимого запоминающего устройства 13. Интерфейс 14 дает возможность получения измерительных сигналов, в частности позиции Pos_m и измерения управляющего тока Icmd, указанного как Imes, с одной стороны, и передачи управляющих сигналов, в частности управляющего тока Icmd, с другой стороны.
Модуль 15 связи дает возможность обмена данными с другими объектами, в частности оборудованием для технического обслуживания.
В варианте осуществления определение заданного значения Pos_c позиции и разности ε, а также применение контроллера 6 соответствует управляющей программе, сохраняемой в памяти в энергонезависимом запоминающем устройстве 12 и выполняемой посредством процессора 11.
Figure 00000001
Figure 00000009
Figure 00000001
Figure 00000009
Figure 00000001
Figure 00000009
Figure 00000001
Figure 00000009
Как пояснено во введении со ссылкой на фиг. 2, ток покоя сервоклапана 3 может смещаться. Следует понимать, что между значениями I0 и I1 тока покоя, надлежащим образом соответствующими расчетному режиму и режиму ухудшенных характеристик, обнаруживается пороговый ток Iseuil, вплоть до которого смещение тока покоя остается приемлемым.
Далее со ссылкой на фиг. 3 описывается способ мониторинга согласно изобретению, предназначенный для того, чтобы определять то, является или нет смещение тока покоя сервоклапана 3 приемлемым. Способ мониторинга применяется посредством устройства 2 управления, которое в силу этого также является устройством мониторинга согласно изобретению.
Способ мониторинга по фиг. 3 начинается на этапе E0, и затем на этапе E1 проверяется то, определяется или нет стабилизированный режим.
Стабилизированный режим, например, может быть определен, когда измеренная позиция Pos_m остается постоянной.
Дополнительно или альтернативно другой режим может быть использован для определения стабилизированного режима, а именно:
воздушное судно находится на земле (что типично указывается посредством значения компьютерной переменной, называемой WOW, "обжатие колес массой самолета (сигнал касания колесами ВПП)").
Рабочий режим N двигателя является постоянным, например, соответствующим режиму холостого хода на земле.
Когда стабилизированный режим не определяется, способ мониторинга циклически переходит к этапу E1. С другой стороны, если определяется стабилизированная позиция, способ мониторинга продолжается на этапе E2.
На этапе E2 способ ожидает в течение предварительно определенного периода ожидания, в ходе которого определяется стабилизированный режим.
Этап E2 является, например, контуром для подсчета числа тактовых циклов реального времени. Если в каждом подсчитанном цикле определяется стабилизированный режим, способ переходит к этапу E3, когда счетчик циклов достигает предварительно определенного значения. С другой стороны, если стабилизированный режим больше не определяется до того как счетчик циклов достигает предварительно определенного значения, способ мониторинга возвращается к этапу E1.
Этап E2 дает возможность выжидания ослабления возможных переходных эффектов вследствие работы турбореактивного двигателя перед определением стабилизированного режима на этапе E1.
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Figure 00000001
Figure 00000007
Затем на этапе E3 среднее значение Imoy управляющего тока Icmd определяется в течение предварительно определенного времени, во время которого определяется стабилизированный режим.
Среднее значение Imoy представляет ток покоя сервоклапана 3. Фактически когда стабилизированный режим определяется, измеренный Pos_m является постоянным и равным заданному значению Pos_c. Следовательно, управляющий ток Icmd используется просто для поддержания позиции постоянной.
Этап E3, например, применяется посредством контура для подсчета числа тактовых циклов реального времени. В каждом цикле i вычисляется сумма S(i)=S(i-1)+Icmd. После предварительно определенного числа n циклов сумма S(n) делится на n, чтобы получать Imoy: Imoy=S(n)/n.
В каждом цикле, если стабилизированный режим больше не определяется, способ мониторинга переходит к началу (этап E0). С другой стороны, если стабилизированный режим всегда определяется вплоть до n-го цикла и до вычисления Imoy, то способ переходит к этапу E4.
На этапе E4 ток Iavg сравнивается с пороговым током Iseuil.
Если Imoy меньше Iseuil, это означает, что смещение тока покоя сервоклапана 3 является приемлемым. Следовательно, способ мониторинга завершается на этапе E6 без отправки сообщений о необходимости технического обслуживания.
С другой стороны, если Imoy превышает или равен Iseuil, это означает то, что смещение тока покоя сервоклапана 3 больше не является приемлемым. Следовательно, способ мониторинга завершается на этапе E5, на котором формируется сообщение о необходимости технического обслуживания.
Сообщение о необходимости технического обслуживания, например, сохраняется в памяти в энергонезависимом запоминающем устройстве 12 и затем перенаправляется в конкретное оборудование для технического обслуживания посредством модуля 15 связи.
Период ожидания этапа E2, длительность, учитываемая для вычисления среднего Imoy, и пороговое значение Iseuil могут выбираться разработчиком способа мониторинга согласно целевому применению.
Например, период ожидания этапа E2 и длительность, учитывая вычисления среднего Imoy на этапе E3, могут составлять по 10 секунд.
Figure 00000001
Figure 00000010
Figure 00000001
Figure 00000010
Figure 00000001
Figure 00000010
Figure 00000001
Figure 00000010
В этом случае полная длительность этапов E2 и E3, в течение которой требуется определять стабилизированный режим, составляет 20 секунд. Такая длительность меньше длительности, в течение которой самолет работает на холостом ходу на земле перед взлетом во время типичного задания. Следовательно, можно определять стабилизированный режим и выполнять этапы E2 и E3 в это время.
Кроме того, известно, что контур двигателя типично имеет собственную частоту, соответствующую периоду порядка 4 секунд. Для синхросигнала реального времени с типичным периодом 15 мс вычисление Imoy за период в 10 секунд соответствует n=666 циклов и, как следствие, дает возможность получения реального среднего независимо от колебаний контура двигателя. Дополнительно период ожидания в 10 секунд превышает период контура двигателя и, как следствие, дает возможность выжидания ослабления переходных эффектов.
Значение Iseuil может быть выбрано согласно кривой номинальной характеристики сервоклапана 3, максимальному току, который может предоставлять устройство 2 управления, и точности тока, предоставляемой посредством устройства 2 управления.
На этапе E3 среднее Imoy вычисляется согласно управляющему току Icmd. Более конкретно среднее Imoy вычисляется согласно значению управляющего тока Icmd, вычисленному посредством контроллера 6. В случае пропорционально-интегрального контроллера это значение равно интегральному току контроллера, когда определяется стабилизированный режим. Таким образом, среднее Imoy может быть вычислено согласно значению интегрального тока контроллера. Альтернативно среднее Imoy может быть вычислено согласно измеренному значению Imes управляющего тока Icmd. Тем не менее, в этом случае на среднее Imoy влияет точность измерения.
В варианте осуществления этапы по фиг. 3 соответствуют программе мониторинга, сохраняемой в памяти в энергонезависимом запоминающем устройстве 12 и выполняемой посредством процессора 11.
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Figure 00000001
Figure 00000008
Согласно другому преимуществу изобретения, идентификация тока покоя сервоклапана может давать возможность ненасыщения интегральной части контроллера 6 пропорционально-интегрального типа и в силу этого ограничения ошибки вследствие смещения (в течение переходного режима) для позиции актуатора, управляемого посредством сервоклапана. В случае управления углами тангажа статора турбореактивного двигателя (VSV) эта повышенная точность дает возможность получения большего допустимого запаса и, как следствие, большей надежности.

Claims (10)

1. Способ для мониторинга системы приведения в действие, содержащей устройство управления, сервоклапан и актуатор, управляемый посредством сервоклапана, причем устройство управления выполнено с возможностью определять управляющий ток согласно заданному значению позиции и измеренной позиции актуатора и предоставлять упомянутый управляющий ток в сервоклапан, при этом способ мониторинга содержит этапы на которых:
- определяют стабилизированный режим посредством проверки того, что упомянутая измеренная позиция остается постоянной,
- определяют среднее значение управляющего тока в ходе определения стабилизированной позиции, и
- сравнивают упомянутое среднее значение с предварительно определенным пороговым значением.
2. Способ мониторинга по п. 1, дополнительно содержащий, перед этапом определения, этап, на котором ожидают в течение периода ожидания, в ходе которого определяется стабилизированный режим.
3. Способ мониторинга по п. 1, в котором система приведения в действие является системой для приведения в действие изменяемых геометрий турбореактивного двигателя воздушного судна, при этом стабилизированный режим определяется, когда воздушное судно находится на земле.
4. Способ мониторинга по п. 1, в котором упомянутое среднее значение определяется согласно управляющему току, определенному посредством устройства управления.
5. Способ мониторинга по п. 4, в котором устройство управления содержит пропорционально-интегральный контроллер, причем упомянутое среднее значение определяется согласно интегральному току контроллера.
6. Способ мониторинга по п. 1, дополнительно содержащий, когда упомянутое среднее значение превышает или равно упомянутому предварительно определенному пороговому значению, этап, на котором формируют сообщение о техническом обслуживании.
7. Машиночитаемый носитель записи, на который записывается компьютерная программа, содержащая инструкции для выполнения этапов способа мониторинга по п. 1.
8. Способ мониторинга по п. 1, дополнительно содержащий этап определения того, должно ли уведомление о техническом обслуживании для системы приведения в действие быть сформированным перед тем как снизились эксплуатационные параметры турбореактивного двигателя или произошла его поломка.
9. Устройство управления для системы приведения в действие, содержащей устройство управления, сервоклапан и актуатор, управляемый посредством сервоклапана, причем устройство управления выполнено с возможностью определять управляющий ток согласно заданному значению позиции и измеренной позиции актуатора и предоставлять упомянутый управляющий ток в сервоклапан, при этом устройство управления содержит:
- средство для определения стабилизированного режима посредством проверки того, что упомянутая измеренная позиция остается постоянной,
- средство для определения среднего значения управляющего тока в ходе определения стабилизированного режима, и
- средство для сравнения упомянутого среднего значения с предварительно определенным пороговым значением.
10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее средство для определения того, должно ли уведомление о техническом обслуживании для системы приведения в действие быть сформированным перед тем, как снизились эксплуатационные параметры турбореактивного двигателя или произошла его поломка.
RU2013144739/06A 2011-03-07 2012-02-24 Способ и устройство для мониторинга системы приведения в действие на основе сервоклапанов RU2599414C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1151853 2011-03-07
FR1151853A FR2972505B1 (fr) 2011-03-07 2011-03-07 Procede et dispositif de surveillance pour systeme d'actionnement a servovalve
PCT/FR2012/050388 WO2012120218A2 (fr) 2011-03-07 2012-02-24 Procede et dispositif de surveillance pour systeme d'actionnement a servovalve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013144739A RU2013144739A (ru) 2015-04-20
RU2599414C2 true RU2599414C2 (ru) 2016-10-10

Family

ID=45928939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013144739/06A RU2599414C2 (ru) 2011-03-07 2012-02-24 Способ и устройство для мониторинга системы приведения в действие на основе сервоклапанов

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9021870B2 (ru)
EP (1) EP2684099B1 (ru)
CN (1) CN103443726B (ru)
BR (1) BR112013022534B1 (ru)
CA (1) CA2828704C (ru)
FR (1) FR2972505B1 (ru)
RU (1) RU2599414C2 (ru)
WO (1) WO2012120218A2 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9512861B2 (en) * 2010-12-22 2016-12-06 United Technologies Corporation Component maintenance action identification
FR3003032B1 (fr) * 2013-03-07 2015-04-03 Turbomeca Procede et systeme de controle de la sante d'une turbomachine d'aeronef
CN103499446B (zh) * 2013-08-27 2015-11-25 广州飞机维修工程有限公司 一种民用飞机vbv燃油驱动马达超低转速下的可靠性仿真模拟测试系统
US10356442B2 (en) * 2013-11-01 2019-07-16 Sony Corporation Image processing apparatus and method
US9193455B2 (en) * 2014-02-19 2015-11-24 Sikorsky Aircraft Corporation Fly by wire servos with internal loop closure
CA2941538C (en) * 2014-03-05 2017-09-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Link switching method, device, and system
FR3024803B1 (fr) * 2014-08-08 2018-03-16 Safran Aircraft Engines Procede de surveillance des court-circuits sur les moteurs couple
US10626803B2 (en) * 2015-10-22 2020-04-21 United Technologies Corporation Apparatus and method for controlling and monitoring an electro-hydraulic servovalve
CN105757057B (zh) * 2016-04-27 2018-07-10 中广核核电运营有限公司 汽轮机电液控制系统定位器稳定性试验控制方法
CN106402456B (zh) * 2016-10-20 2019-01-25 北京精密机电控制设备研究所 一种控制液压阀流量的电路及方法
CN106525441A (zh) * 2016-11-03 2017-03-22 北京航天试验技术研究所 一种火箭发动机试验用高精度高可靠性的地面增压系统
CN106762978B (zh) * 2016-11-29 2018-05-22 四川凌峰航空液压机械有限公司 抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统
CN107153004B (zh) * 2017-06-20 2019-10-29 江苏科技大学 一种手持式便携伺服阀测试仪及测试方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018110A1 (en) * 1994-12-09 1996-06-13 Exxon Chemical Patents Inc. Plant parameter detection by monitoring of power spectral densities
RU2158836C1 (ru) * 1996-10-16 2000-11-10 Дженерал Электрик Компани Осесимметричная направляющая сопловая приводная система, имеющая множественные силовые управляющие контуры
RU2222707C2 (ru) * 1998-07-22 2004-01-27 Дженерал Электрик Компани Способ калибровки множества исполнительных механизмов, присоединённых к приводному кольцу, в системе управления для поворота выхлопных створок в поворотном сопле и система управления для регулирования величины перемещения множества распределённых по окружности исполнительных механизмов
US20050000580A1 (en) * 2002-12-20 2005-01-06 Tranovich Stephen J. Predictive maintenance and initialization system for a digital servovalve
US20070203656A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 The Boeing Company Freeplay monitor
US20090306830A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Ross Operating Valve Company Control Valve System with Cycle Monitoring, Diagnostics and Degradation Prediction

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6678584B2 (en) * 2002-05-03 2004-01-13 Fisher Controls International Llc Method and apparatus for performing diagnostics in a control loop of a control valve
US7394639B2 (en) * 2005-07-08 2008-07-01 Advanced Energy Industries, Inc. System and method for driving an industrial control device
EP2156079B1 (en) * 2007-05-18 2018-08-15 Enfield Technologies LLC Electronically controlled valve and manufacturing method
US8036837B2 (en) * 2008-02-29 2011-10-11 Fisher Controls International Llc Diagnostic method for detecting control valve component failure
FR2936559B1 (fr) * 2008-09-30 2013-11-22 Snecma Systeme de commande d'equipements a geometrie variable d'une turbomachine faisant partie de corps differents.
US8498750B2 (en) * 2008-12-23 2013-07-30 Velcon Filters, Llc System for monitoring a transient fluid
US8837354B2 (en) * 2009-04-24 2014-09-16 Honeywell International Inc. Apparatus and method for supporting wireless actuators and other devices in process control systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018110A1 (en) * 1994-12-09 1996-06-13 Exxon Chemical Patents Inc. Plant parameter detection by monitoring of power spectral densities
RU2158836C1 (ru) * 1996-10-16 2000-11-10 Дженерал Электрик Компани Осесимметричная направляющая сопловая приводная система, имеющая множественные силовые управляющие контуры
RU2222707C2 (ru) * 1998-07-22 2004-01-27 Дженерал Электрик Компани Способ калибровки множества исполнительных механизмов, присоединённых к приводному кольцу, в системе управления для поворота выхлопных створок в поворотном сопле и система управления для регулирования величины перемещения множества распределённых по окружности исполнительных механизмов
US20050000580A1 (en) * 2002-12-20 2005-01-06 Tranovich Stephen J. Predictive maintenance and initialization system for a digital servovalve
US20070203656A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 The Boeing Company Freeplay monitor
US20090306830A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Ross Operating Valve Company Control Valve System with Cycle Monitoring, Diagnostics and Degradation Prediction

Also Published As

Publication number Publication date
US9021870B2 (en) 2015-05-05
US20140000352A1 (en) 2014-01-02
EP2684099A2 (fr) 2014-01-15
FR2972505A1 (fr) 2012-09-14
BR112013022534A2 (pt) 2016-11-29
FR2972505B1 (fr) 2014-02-14
WO2012120218A2 (fr) 2012-09-13
CA2828704A1 (fr) 2012-09-13
CN103443726A (zh) 2013-12-11
RU2013144739A (ru) 2015-04-20
BR112013022534B1 (pt) 2021-05-11
EP2684099B1 (fr) 2016-09-14
CN103443726B (zh) 2016-03-02
CA2828704C (fr) 2019-03-26
WO2012120218A3 (fr) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599414C2 (ru) Способ и устройство для мониторинга системы приведения в действие на основе сервоклапанов
EP3161563B1 (en) Adaptive pid control system for industrial turbines
US10392099B2 (en) System and method for aircraft propeller control
US11079733B2 (en) Adaptive anti-windup protection of cascaded inner and outer control loops
EP3399155B1 (en) Method and system for accommodating loss of a torque signal
RU2678864C2 (ru) Способ и устройство контроля тяги турбореактивного двигателя
US10578030B2 (en) Method and device for adjusting a threshold value of a fuel flow rate
RU2654552C2 (ru) Способ и устройство генерирования команды расхода топлива для впрыска в камеру сгорания газотурбинного двигателя
JP2017115867A (ja) スケーリングファクタを用いてパワー出力／放出パラメータを調節するガスタービンにおける複合確率的制御、関連した制御システム、コンピュータプログラム製品、および方法
JP6920013B2 (ja) スケーリングファクタで発電出力−排出パラメータを最適化する、ガスタービンのマシン固有に組み合わされた確率論的制御、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品および方法
EP3577322B1 (en) Generating steam turbine performance maps
JP2017115871A (ja) スケーリングファクタを用いてパワー出力／放出パラメータを調節するガスタービンにおける複合確率的制御の応用、関連した制御システム、コンピュータプログラム製品、および方法
EP3373083A1 (en) Power generation system control through adaptive learning
US9709979B2 (en) Method of monitoring short circuits in torque motors
CN113167179B (zh) 具有故障管理的控制飞行器涡轮发动机转速的系统和方法
CN111665793B (zh) 具有累积命令参考的分布式控制模块
US11628945B2 (en) Output power management for engines
CN115220350A (zh) 用于计划预测超前补偿的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner