一种基于转速上升率的加速供油控制方法及装置与流程

1.本技术属于发动机控制技术领域，具体涉及一种基于转速上升率的加速供油控制方法及装置。

背景技术：

2.航空发动机加速过程一般采用按油气比(wf/p31＝f(n2r，t1))给定发动机加速供油规律的方式进行控制。在整机条件下，为了获得较高的加速供油精度，需要在发动机出厂试车中根据台架测量的燃油流量进行校准，不仅增加了厂内试车的工作量，还增加了由于台架测量的燃油流量不准导致的加速供油量不准的风险。
3.另外，外场发动机更换供油附件时不具备燃油流量校准的条件，更换附件后只能按附件出厂标定线给定，可能会存在一定的供油精度损失，如果偏差较大时，会引起发动机出现失速/喘振等问题。
4.传统基于油气比控制的加速供油规律受附件供油精度(包括附件出厂时控制精度、附件和整机匹配的精度等)和p31测量系统准确性影响较大，发动机供油量会存在一定偏差，导致发动机油气比异常，出现失速/喘振等问题或者加速性慢的问题，带来用户出勤率的下降和调整工作量。

技术实现要素：

5.为了解决上述问题之一，本技术提供了一种基于转速上升率的加速供油控制方法及装置，以便保证发动机稳定工作。
6.本技术第一方面提供了一种基于转速上升率的加速供油控制方法，主要包括：
7.步骤s1、当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；
8.步骤s2、基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值；
9.步骤s3、确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制；
10.步骤s4、判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。
11.优选的是，步骤s4中，判断是否满足加速预退出条件包括：
12.当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。
13.优选的是，步骤s4中，所述预退出加速供油值wfdem为：
14.wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；
15.其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：
16.kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；
17.kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；
18.kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；
19.其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。
20.优选的是，所述加速供油控制方法还包括：
21.判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。
22.优选的是，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。
23.本技术第二方面提供了一种基于转速上升率的加速供油控制装置，主要包括：
24.参数获取模块，用于当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；
25.转速上升率计算模块，用于基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值；
26.供油控制模块，用于确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制；
27.预退出控制模块，用于判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。
28.优选的是，所述预退出控制模块包括预退出判断单元，用于当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。
29.优选的是，所述预退出控制模块包括预退出加速供油值计算单元，用于计算所述预退出加速供油值wfdem为：
30.wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；
31.其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：
32.kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；
33.kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；
34.kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；
35.其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。
36.优选的是，所述加速供油控制装置还包括：
37.超转保护控制模块，用于判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。
38.优选的是，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。
39.本技术的关键点在于如何确保给定的转速上升率控制计划值和控制逻辑，既能保证发动机稳定工作(不出现大的超调/超转等问题)，又能保证发动机的加速性符合用户需求。
40.本技术可以有效的避免由于附件供油精度和p31测量系统偏差导致的加速供油精度而出现失速、喘振、加速性偏慢问题，可以省去发动机出厂时主燃油校准的工作量，避免外场发动机更换主泵后加速供油量无法校准导致的异常问题，减少了外场维护的工作量，提高了用户的出勤率，提高用户的使用信心。
附图说明
41.图1为本技术基于转速上升率的加速供油控制方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
42.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
43.为了最大程度的保证已有试验结果的可用性，降低采用转速上升率的加速供油规律控制的风险，可根据基于油气比wfdem/p31＝f(n2r，t1)控制的加速过程转速上升率实际值给定，即n2dotdem/p31＝f(n2r，t1),式中n2dotdem为转速上升率给定值，n2r为高压转速换算转速，t1为发动机进口总温，p31为高压压气机出口总压，wfdem为主燃给定值。
44.其中，dot表示上升率，dem表示给定值，本技术即通过给出高压转速上升率设定值(n2dotdem)来控制发动机运转。
45.本技术第一方面提供了一种基于转速上升率的加速供油控制方法，如图1所示，主要包括：
46.步骤s1、当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压p
31
与当前发动机进口总温t1。
47.首先，判断满足加速条件包括：
48.n2dem-n2＞
△
n2
acc进入
；或者慢车及以上状态。其中，n2dem为高压转速给定值，n2为
当前高压转速，
△
n2
acc进入
为高压转速进入加速设定阈值。
49.步骤s2、基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值n2dotdem。
50.即：
51.其中，f(n
2r
，t1)
st
为标准大气条件下的n2dotdem/p
31
值。
52.步骤s3、确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制。
53.可以理解的是，为了避免转子惯性导致刚加速时n2dotdem过小问题，增加n2dotdem初始值限制(可根据油气比规律结果给出，保证发动机在该给定值不出现异常的最大值)，算法如下：
[0054][0055]
其中：
[0056]
n2dot为转速上升率，n2dot_init为考虑转子惯性设定的转速上升率初始值给定值。
[0057]
步骤s4、判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。
[0058]
为了防止发动机出现超调过大问题，本技术在步骤s4中增加发动机预退出控制逻辑，在一些可选实施方式中，步骤s4中，判断是否满足加速预退出条件包括：
[0059]
当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。
[0060]
在一些可选实施方式中，步骤s4中，所述预退出加速供油值wfdem为：
[0061]
wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；
[0062]
其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：
[0063]
kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；
[0064]
kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；
[0065]
kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；
[0066]
其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。
[0067]
在一些可选实施方式中，为了防止发动机由于异常情况下出现超转问题，增加超限保护控制逻辑，即所述加速供油控制方法还包括：
[0068]
判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中
进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。
[0069]
即wfdem＝kacc
end
*wfmacc。
[0070]
该实施例中，判断是否满足超限保护条件包括：
[0071]
n2dem≤n2，或者n1dem≤n1，或者t6dem≤t6。
[0072]
在一些可选实施方式中，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。
[0073]
另外需要说明的是，鉴于航空发动机稳态供油控制时采用的增量控制，其受附件供油精度影响较小，因此在发动机进入稳态控制范围时，仍采用原稳态控制方式；待控制系统识别出需要进入加速控制时，再采用基于转速上升率的加速控制，同时，为了防止出现机械卡滞或者测量系统异常导致的加油过多/过少导致的风险，需要增加供油量上/下限保护系数，按油气比(wfdem/p31＝f(n2r，t1))给定规律的ks_acc和kx_acc倍给出，其中ks_acc为发动机承受最大理论加速油量的倍数(一般大于1)，kx_acc为能够保证发动机加速的最小理论加速油量倍数(一般小于1)。
[0074]
本技术第二方面提供了一种与上述方法对应的基于转速上升率的加速供油控制装置，主要包括：
[0075]
参数获取模块，用于当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；
[0076]
转速上升率计算模块，用于基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值；
[0077]
供油控制模块，用于确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制；
[0078]
预退出控制模块，用于判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。
[0079]
在一些可选实施方式中，所述预退出控制模块包括预退出判断单元，用于当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。
[0080]
在一些可选实施方式中，所述预退出控制模块包括预退出加速供油值计算单元，用于计算所述预退出加速供油值wfdem为：
[0081]
wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；
[0082]
其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：
[0083]
kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；
[0084]
kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；
[0085]
kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；
[0086]
其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。
[0087]
在一些可选实施方式中，所述加速供油控制装置还包括：
[0088]
超转保护控制模块，用于判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。
[0089]
在一些可选实施方式中，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。
[0090]
本技术可以有效的避免由于附件供油精度和p31测量系统偏差导致的加速供油精度而出现失速、喘振、加速性偏慢问题，可以省去发动机出厂时主燃油校准的工作量，避免外场发动机更换主泵后加速供油量无法校准导致的异常问题，减少了外场维护的工作量，提高了用户的出勤率，提高用户的使用信心。
[0091]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本技术作了详尽的描述，但在本技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本技术要求保护的范围。

技术特征：

1.一种基于转速上升率的加速供油控制方法，其特征在于，包括：步骤s1、当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；步骤s2、基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值；步骤s3、确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制；步骤s4、判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。2.如权利要求1所述的基于转速上升率的加速供油控制方法，其特征在于，步骤s4中，判断是否满足加速预退出条件包括：当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。3.如权利要求2所述的基于转速上升率的加速供油控制方法，其特征在于，步骤s4中，所述预退出加速供油值wfdem为：wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。4.如权利要求1所述的基于转速上升率的加速供油控制方法，其特征在于，所述加速供油控制方法还包括：判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。5.如权利要求3或4任一项所述的基于转速上升率的加速供油控制方法，其特征在于，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。6.一种基于转速上升率的加速供油控制装置，其特征在于，包括：参数获取模块，用于当发动机满足加速条件时，获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；转速上升率计算模块，用于基于标准大气条件下的转速上升率给定值与高压压气机出口总压之间的关系，计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应
的转速上升率给定值；供油控制模块，用于确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制，否则按照转速上升率给定值进行供油控制；预退出控制模块，用于判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制，直至满足加速退出条件。7.如权利要求6所述的基于转速上升率的加速供油控制装置，其特征在于，所述预退出控制模块包括预退出判断单元，用于当高压转速给定值n2dem与当前高压转速n2差值小于高压转速预退出设定值
△
n2
acc预退出
，或者低压转速给定值n1dem与当前低压转速n1差值小于低压转速预退出设定值
△
n1
acc预退出
，或者排气温度给定值t6dem与当前排气温度t6差值小于排气温度预退出设定值
△
t6
acc预退出
时，确定满足加速预退出条件。8.如权利要求7所述的基于转速上升率的加速供油控制装置，其特征在于，所述预退出控制模块包括预退出加速供油值计算单元，用于计算所述预退出加速供油值wfdem为：wfdem＝k_wfmacc*wfmacc；其中，wfmacc为根据油气比控制计算出的加速油量，k_wfmacc为第一修正参数，其取自kacc_n1、kacc_n2及kacc_t6中的较小值，其中：kacc_n1＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n1dem-n1)/
△
n1
acc预退出
；kacc_n2＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(n2dem-n2)/
△
n2
acc预退出
；kacc_t6＝kacc
end
+(1-kacc
end
)*(t6dem-t6)/
△
t6
acc预退出
；其中，kacc
end
为预退出加速供油系数。9.如权利要求6所述的基于转速上升率的加速供油控制装置，其特征在于，所述加速供油控制装置还包括：超转保护控制模块，用于判断是否满足超限保护条件，若满足，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第二修正，获得超转保护供油值，根据所述超转保护供油值对发动机进行供油控制，其中进行第二修正的第二修正参数为预退出加速供油系数kacc
end
。10.如权利要求8或9任一项所述的基于转速上升率的加速供油控制装置，其特征在于，预退出加速供油系数kacc
end
被配置成其乘以加速供油量后小于发动机当前状态的稳态油量。

技术总结

本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种基于转速上升率的加速供油控制方法及装置。该方法包括步骤S1、获取当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温；步骤S2、计算在当前高压压气机出口总压与当前发动机进口总温条件下，对应的转速上升率给定值；步骤S3、确定转速上升率给定值是否小于转速上升率初始值给定值，若小于，则按照所述转速上升率初始值给定值进行供油控制；步骤S4、判定是否满足加速预退出条件，若满足预退出条件，则对根据油气比控制计算出的加速油量进行第一修正，获得预退出加速供油值，根据预退出加速供油值对发动机进行供油控制。本申请可以有效避免由于因加速供油精度不足而出现失速、喘振、加速性偏慢的问题。偏慢的问题。偏慢的问题。