[发明专利]一种高压压气机可调叶片角度的控制方法

说明书

本发明涉及一种高压压气机可调叶片角度的控制方法，包括步骤一：通过控制系统采集所需参数，所述所需参数包括油门杆角度PLA、高压转子相对转速n₂、发动机进口总温T₁及压气机进口总温T₂₅；步骤二：通过步骤一中采集的所需参数计算高压可调叶片角度VSV的控制输入量；步骤三：通过步骤二中计算得到的控制输入量按一定算法得到高压可调叶片角度VSV的控制量；步骤四：根据相应参数的VSV控制量综合得到高压可调叶片角度VSV的控制策略。本发明的控制方法可保证发动机受到扰动时VSV摆动量在可接受范围内，以及可保证发动机加速性要求，避免了发动机减速到稳态退出预偏关状态时带来的扰动。

技术领域

本发明属于航空发动机设计领域，尤其涉及一种高压压气机可调叶片角度的控制方法。

背景技术

航空发动机高压压气机可调静子叶片角度(简称VSV)关系到发动机性能、稳定性及加速性。当发动机工作在稳态时，合适的VSV在保证发动机推力满足要求的同时也可保证较高的压气机效率和稳定裕度。当发动机在过渡态工作时，若VSV偏关可保证发动机稳定工作，但若发动机加速时VSV偏开，又可缩短发动机加速时间。因此在设计VSV控制方法时应根据发动机具体工作特性进行设计。

目前发动机VSV控制有两种：(1)根据高压相对换算转速n_2R控制；(2)根据高压相对换算转速n_2R和压气机相对换算转速n_2R25相结合的控制方法。对于第1种控制方法一般用在采用机械液压控制系统的发动机上。目前采用数控系统的发动机多采用第2种控制方法，该方法不仅能够保证发动机过渡态工作时的稳定性，也能够充分发挥发动机的稳态性能。例如，发动机在加速时，一般采用n_2R控制VSV，此时VSV偏关，能够保证发动机的稳定性；当发动机加速到目标状态并趋于稳态时，VSV切换成n_2R25控制，此时VSV与压气机达到最优匹配(一般比按n2R控制的角度偏开)，这样便可充分发挥发动机性能。

目前VSV控制方法中具有如下的缺点：

对于上述第1种控制方法，缺点是压气机工作点可能达不到设计状态，进而无法充分发挥发动机的稳态性能。此外当发动机喷口面积变化时，会造成压气机相对换算转速n_2R25突变，可能会导致VSV相对于压气机工作状态偏开而使得裕度降低。

对于上述第2种控制方法，缺点是VSV在n_2R和n_2R25之间切换控制或接通加力时容易造成发动机参数摆动，使得发动机工作不稳定。在设计切换控制算法时，为保证发动机工作稳定，切换控制时间一般设置在5s以上，在此情况下若切换前与切换后的VSV角度偏差很大，则会导致发动机加速时间长。

在发动机减速过程中，为了保证发动机工作稳定，需对VSV进行预偏关(又称“超前控制”)，但当发动机减速到目标转速后VSV会瞬间退出预偏关状态，即角度瞬间偏开，导致发动机参数波动，容易造成发动机工作不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供高压压气机可调叶片角度的控制方法，采用n_2R和n_2R25相结合的VSV控制方法，着重解决n_2R和n_2R25之间切换控制或接通加力时参数摆动问题，保证发动机加速时间满足要求，或解决发动机减速过程VSV退出预偏关状态时参数摆动问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高压压气机可调叶片角度的控制方法，包括

步骤一：通过控制系统采集所需参数，所述所需参数包括油门杆角度PLA、高压转子相对转速n₂、发动机进口总温T₁及压气机进口总温T₂₅；

步骤二：通过步骤一中采集的所需参数计算高压可调叶片角度VSV的控制输入量；