[发明专利]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

说明书

本发明涉及一种控制飞行器涡轮发动机的系统和方法。根据本发明，控制系统(100)包括：‑标称‑模式处理链(110)，其包括全局校正器(21)和局部校正器(23)，全局校正器(21)被设计成通过传输燃料计量装置(11、12)的位置设定值(C_WF)来控制涡轮发动机的转速，局部校正器(23)被设计成通过传输一标称‑模式控制电流(I_nom)来控制燃料计量装置的位置，‑降级‑模式处理链(120)，其包括直接校正器(122)，所述直接校正器(122)被设计成通过传输一降级‑模式控制电流(I_dég)来控制涡轮发动机的转速，以及‑模式管理模块(130)，其被设计成在没有接收到测量所述燃料计量装置的位置传感器的故障信号时将所述标称‑模式控制电流(I_nom)传输到燃料计量装置，以及在位置传感器发生故障时将所述降级‑模式控制电流(I_dég)传输到燃料计量装置。

技术领域

本发明涉及控制飞行器涡轮发动机的领域，更特别地，涉及通过监测燃料计量阀对涡轮发动机转速进行闭环控制的领域。本发明涉及一种飞行器涡轮发动机的控制系统和方法，以及一种配备有所述控制系统的涡轮发动机。

背景技术

通常由一种包括计量滑块和致动器的燃料计量阀监测飞行器涡轮发动机的转速，所述计量滑块的位置确定了喷射到燃烧室的燃料的体积流速，所述致动器设置为根据控制电流使所述计量滑块位移。对于大多数涡轮发动机，为了获得涡轮发动机的更好性能，特别地在响应于转速设定值的方面，对转速进行闭环控制到速度设定值。该闭环控制特别地可基于一种双控制回路，即通过计算所述计量滑块的位置设定值来控制涡轮发动机转速的全局回路，以及一种根据由位置传感器测量的计量滑块的位置来控制致动器的局部回路。该双控制回路的缺点是，在位置传感器发生故障时，不再进行所有的转速控制。位置传感器的损失会导致涡轮发动机的停机。关于多引擎飞行器，这意味着推力的再分配以及在剩余涡轮发动机上的电能产生。关于单引擎飞行器，位置传感器的损失更严重，因为这不仅意味着推力的完全损失，而且还意味着电能产生的损失。位置传感器是飞行器飞行的关键元件，其通常是双倍的。然后，每个位置传感器为局部回路的校正器提供位置测量值，所述校正器基于两个位置测量值的平均值实施闭环控制。然而，在存在两个位置传感器的情况下，在位置测量值之间存在差异时会出现问题。校正器不能确定哪个位置测量值正确，并且应该用于闭环控制。因此，即使在单一测量传感器发生故障时，也可以防止涡轮发动机转速的闭环控制。更进一步，在两个位置传感器损失时防止了闭环控制。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种控制飞行器涡轮发动机的系统，所述系统即使在测量计量滑块位置的位置传感器发生故障时也允许将其转速闭环控制到设定值。本发明的另一目的是提供一种控制系统，即使在没有关于计量滑块位置的信息时，所述控制系统也能保证涡轮发动机在标称工作范围内的运行。

发明内容

为此，本发明基于转速的闭环控制，而省略了测量计量滑块的位置。根据在转速设定值和转速测量值之间的偏差，直接地驱动致动器。

更具体说，本发明涉及一种飞行器涡轮发动机的控制系统，所述涡轮发动机包括：

·燃烧室，

·包括计量滑块和致动器的燃料计量阀，所述计量滑块的位置确定了喷射到燃烧室的燃料的体积流速，所述致动器设置为根据一控制电流使所述计量滑块位移，

·位置传感器，其设置为测量所述计量滑块的位置并传输一位置测量值，

·速度传感器，其设置为测量涡轮发动机的转速并传输一转速测量值，以及

·监视单元，其设置为传输一转速设定值，检测所述位置传感器的故障，以及在检测到所述位置传感器的故障时传输故障信号。

根据本发明，所述控制系统包括：

·标称模式处理链，其包括：

-全局校正器，其设置为接收所述转速设定值和所述转速测量值，并根据所述转速设定值和所述转速测量值确定燃料质量流速设定值，