[发明专利]小型涡扇发动机参控温度参数判故方法及冗余控制方法

说明书

本发明提供了一种小型涡扇发动机参控温度参数判故方法及冗余控制方法，可以及时、准确无人机用小型涡轮风扇发动机的重要控制参数‑风扇后总温进行故障判断；还通过发动机数学建模获取的发动机性能参数，在发动机风扇后总温不可信的情况下，利用发动机进口参数、推力需求等计算得到风扇后总温修订后代替原传感器采集参数进行冗余，保证无人机的正常飞行。

技术领域

本发明涉及小型涡扇发动机技术领域，尤其涉及小型涡扇发动机参控温度参数判故方法及冗余控制方法。

背景技术

涡扇发动机的风扇后总温是发动机的重要控制参数，为在风扇后安置的温度传感器测量获取发动机实际工作参数，经A/D(模拟量/数字量)转换为作为控制参数使用。在比较常见的发动机的稳态控制规律作为供油调节的计算依据。一旦信号出现故障，则意味着无法准确地进行供油调节，后果严重。因此在发动机风扇后总温出现问题的情况下，需要及时、准确的进行判断，并通过参数解析将之替换。

参数解析方法是通过发动机的其他工作参数，如发动机转速，发动机进口空气状态等解析发动机气流通道中的压力、温度等，包括风扇后总温。

航空发动机一般会对发动机重要控制信号进行冗余，较多使用的是硬件冗余。但是小型涡扇发动机由于尺寸、重量、成本等因素的限制，很多时候进行硬件冗余是不适用的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小型涡扇发动机参控温度参数判故方法及冗余控制方法，对无人机使用的小型涡轮涡扇发动机的重要控制参数-风扇后总温制定合理的判故策略，并通过发动机建模的方法在信号不可靠的情况下，通过软件进行参数解析的途径进行冗余，以保证无人机的正常飞行，提高工作可靠性。

一种小型涡扇发动机参控温度参数判故方法，包括：

在发动机地面点火起动后，即开始以风扇后总温为控制参数进行控制供油方案计算后，至发动机停车期间，进行如下3个条件的判断，当满足其中任意一个条件时，则判定为发动机风扇后总温Tt13输出失效；

条件①：如果Tt13＞500K或者Tt13＜210K，则判定Tt13输出失效；

条件②：10ms周期中，相邻Tt13的绝对差值超过5K，记录第一点，如果之后连续6个10ms周期中，有3个周期Tt13跟第一点的绝对差值大于10K，则判定Tt13输出失效；

条件③：连续6个10ms周期中，有3个周期相邻Tt13的绝对差值超过5K，则判定Tt13输出失效。

一种小型涡扇发动机参控温度冗余控制方法，包括：

在发动机地面点火起动后，即开始以风扇后总温为控制参数进行控制供油方案计算后，至发动机停车期间，进行如下3个条件的判断，当满足其中任意一个条件时，则判定为发动机风扇后总温Tt13输出失效；

条件①：如果Tt13＞500K或者Tt13＜210K，则判定Tt13输出失效；

条件②：10ms周期中，相邻Tt13的绝对差值超过5K，记录第一点，如果之后连续6个10ms周期中，有3个周期Tt13跟第一点的绝对差值大于10K，则判定Tt13输出失效；

条件③：连续6个10ms周期中，有3个周期相邻Tt13的绝对差值超过5K，则判定Tt13输出失效；

使用发动机模型性能仿真模型，根据输入的气压高度H、马赫数Ma和发动机油门控制电压Uy，计算得到发动机性能数据表；

判定风扇后总温Tt13输出失效前，每隔设定时间，按照当前收到的气压高度H、马赫数Ma和发动机油门控制电压Uy，在性能数据表中插值得到发动机压风扇后总温电压量U6TD的目标值，记为U6TDB，并与当前实测的发动机压风扇后总温电压量U6TD’进行比较，得到ΔU6TD＝(U6TD’-U6TDB)/U6TDB，并记录；