[发明专利]一种航空发动机加速过程转速控制方法

说明书

本申请涉及航空发动机转速控制领域，具体包括一种航空发动机加速过程转速控制方法，包括，获取不同转速下的稳定裕度需求，确定当前发动机状态下初始供油量；按照初始供油量对发动机供油，确定发动机工作状态并输出发动机转速、发动机的稳定工作裕度信息；接收发动机稳定工作裕度和发动机转速信息并反馈至控制系统，得到反馈裕度需求信息；接收反馈裕度需求信息并与当前转速下的给定裕度需求进行比对，根据两者的差值获得给定燃油增减量信息；获取给定燃油增减量信息并计算初始供油量与给定燃油增加量的和值，形成当前状态的初始供油量，输入至发动机内，对发动机供油。具有保证发动机在异常状态下仍能够稳定工作的技术效果。

技术领域

本申请属于航空发动机转速控制领域，特别涉及一种航空发动机加速过程转速控制方法。

背景技术

航空发动机加速性能是其重要的性能指标之一，发动机加速转速控制，需要平衡发动机对加速时间的要求、发动机的气动稳定性、燃烧室的富油边界以及热端部件的耐温能力等。

目前航空发动机通用的转子加速供油规律是依据发动机转速，开环控制，控制规律为W_f/P₃＝f₁(n),W_f代表供油量、P₃代表燃烧室进口总压、W_f/P₃代表油气比，n代表发动机转子转速。这种供油方式是基于燃烧室的设计特性、压气机稳定工作边界和热端部件的温度限制，进行计算设计的。在发动机使用过程中，供油规律不随外界条件而变化。这样的供油规律，存在如下缺点：

(1)对控制系统的供油一致性和计量精度依赖高，控制系统精度变化时，供油量会存在偏差，发动机加速性能发生变化，甚至会出现超出稳定工作范围的情况；

(2)供油规律相对固定，不能根据外界环境和需求的变化而变化，考虑到发动机全寿命期的性能衰减，供油规律设计往往留有较大裕度，一方面限制正常使用时加速性能的发挥，另一方面由于发动机内外因素导致发动机裕度降低时，加速过程将出现超温、喘振，直接威胁飞行安全。

因此如何解决发动机全包线，全工况，加速性能最优的问题，即便在异常情况下，也能够提供一个保证发动机稳定工作的最佳加速供油方案。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空发动机加速过程转速控制方法，以解决现有技术中航空发动机在异常情况下发动机性能难以有效发挥的问题。

本申请的技术方案是：一种航空发动机加速过程转速控制方法包括，获取不同转速下的稳定裕度需求，确定当前发动机状态下初始供油量；按照初始供油量对发动机供油，确定发动机工作状态并输出发动机转速、发动机的稳定工作裕度信息；接收发动机稳定工作裕度和发动机转速信息并反馈至控制系统，得到反馈裕度需求信息；接收反馈裕度需求信息并与与当前转速下的给定裕度需求进行比对，根据两者的差值获得给定燃油增减量信息；获取给定燃油增减量信息并计算初始供油量与给定燃油增加量的和值，形成当前状态的加速油初值，输入至发动机内，对发动机供油。

优选地，所述初始供油量的确定方法包括，根据发动机加速过程中不同转速下的稳定裕度需求，获得发动机特性图上不同转速下的发动机加速工作点；获得发动机稳态工作线，根据发动机稳态工作线获得不同转速下的发动机稳态工作点；根据发动机特性，得出加速工作点、稳态工作点对转子的功率需求；计算相同转速下加速工作点与稳态工作点的功率差值，并根据发动机特性计算出加速供油量，作为初始供油量。

优选地，设置最大燃油增减量，在发生燃油量突增或突减时，将突增或突减量与给定燃油增减量比较，将两者铰小值与初始供油量的和值，作为当前状态的加速油初值。

优选地，对发动机加速油初值设置供油限制，所述供油限制包括热端部件耐温能力限制线、气动稳定边界限制线、富油熄火限制线，在发生异常情况导致超出稳定裕度边界时，以三个限制线和加速油初值的最小值，作为当前状态的加速油初值。