[发明专利]用于燃气涡轮发动机的推力调度方法

说明书

本发明提供一种用于燃气涡轮发动机的推力调度方法，该燃气涡轮发动机包括具有可变桨距β角的多个叶片。该方法可包括接收来自相应传感器的至少一个条件输入到控制系统中；接收来自低压轴速度传感器的低压轴速度到控制系统中；在控制系统中接收来自全权数字发动机控制（FADEC）的控制命令；基于所接收的至少一个条件输入和所接收的控制命令，由控制系统中的第一调度逻辑生成低压轴速度基础基准；根据所接收的至少一个条件输入、低压轴速度和所接收的控制命令，由第二调度逻辑生成β角基础基准；以及提供低压轴速度基础基准和β角基础基准至发动机控制系统，其中，发动机控制系统调节至少上述多个风扇叶片的桨距角或者通向发动机的燃料流量。

技术领域

本公开内容涉及用于可变桨距(pitch)风扇发动机和涡轮轴、涡轮螺旋桨(propeller)发动机的控制系统。

背景技术

在一些风扇发动机(也称为“螺旋桨风扇”发动机)中，风扇螺旋桨的轴线与燃气发动机的轴线是平行或共轴的。通常，在涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机中，一个或更多个螺旋桨的轴线将垂直于燃气发动机的轴线。在两种构造中，风扇或螺旋桨可具有固定桨距或可变桨距。如果桨距是可变的，则发动机还可具有专用的桨距改变机构(PCM)。螺旋桨速度(Nx)经由以下纯机械的齿轮系转换而与燃气发动机动力涡轮轴速度(Np)成比例，也即，Nx＝Kgb*Np，其中，Kgb为表示齿轮比的常数。控制螺旋桨速度Nx相当于控制动力涡轮速度Np。主要的难题在于协调对螺旋桨速度(Nx)或动力涡轮速度(Np)(由于它们彼此的关系而一般表示为Nx)、HP轴速度(N2)以及任何PCM桨距角的控制而同时保持一组起作用的约束，包括但不限于核心压力(Px)、排气温度(T)、核心速率(N2dot)和/或扭矩(Tq)以保持限定的极限值而同时排斥外部干扰，包括但不限于负载改变和/或内部已知干扰(包括但不限于可变放泄阀和可变定子翼片)。该难题包括两个重要方面，一方面是何种控制系统将被设计成实现协调控制目的，另一方面是何种控制基准(reference)将被调度用于控制系统以遵循和实现预期的控制目的。

保持需要有一种系统的控制基准调度方法来提供用于可变桨距风扇发动机或涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机控制系统的协调基准。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文描述中部分地阐述，或者可根据该描述是显而易见的，或者可通过实施本发明而懂得。

一种推力调度方法大体上提供为用于燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括具有可变桨距β(beta)角的多个叶片。在一个实施例中，该方法包括接收来自相应传感器的至少一个条件输入到控制系统中；接收来自低压轴速度传感器的低压轴速度到控制系统中；在控制系统中接收来自全权数字发动机控制(FADEC)的控制命令；基于所接收的至少一个条件输入和所接收的控制命令，根据控制系统中的第一调度逻辑(schedule logic)生成低压轴速度基础基准；根据所接收的至少一个条件输入、低压轴速度和所接收的控制命令，由第二调度逻辑生成β角基础基准；以及提供低压轴速度基础基准和β角基础基准至发动机控制系统，其中，发动机控制系统调节至少上述多个风扇叶片的桨距角或者通向发动机的燃料流量。

技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的推力调度方法，所述燃气涡轮发动机包括具有可变桨距β角的多个叶片，所述方法包括：

接收来自相应传感器的至少一个条件输入到控制系统中；

接收来自低压轴速度传感器的低压轴速度到控制系统中；

在所述控制系统中接收来自全权数字发动机控制(FADEC)的控制命令；

基于所接收的至少一个条件输入和所接收的控制命令，在所述控制系统中由第一调度逻辑产生低压轴速度基础基准；

根据所接收的至少一个条件输入、所述低压轴速度以及所接收的控制命令，由第二调度逻辑产生β角基础基准；以及