[发明专利]一种功率闭环控制系统及其方法

说明书

本发明涉及航空发动机控制技术领域，具体公开了一种功率闭环控制系统，包括燃油流量给定计算模块、螺旋桨桨距控制模块以及燃油计量活门位置闭环控制模块。本发明还公开了一种功率闭环控制方法。本发明提供的功率闭环控制系统，能自动匹配发动机燃油流量和螺旋桨桨距变化速率，使动力装置能迅速响应飞机功率需求，并使得动力装置状态变化更平稳。

技术领域

本发明涉及航空发动机控制技术领域，更具体地，涉及一种功率闭环控制系统及其方法。

背景技术

目前的单转子涡桨发动机及螺旋桨控制系统，普遍采用通过功率杆开环控制燃油流量和通过调节桨距实现发动机转速恒定的控制规律，由于螺旋桨惯性大，负载特性响应慢，引起发动机供油变化速率和桨距调节速率不匹配，导致涡桨动力装置功率响应速度慢，稳定性较低，控制品质较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种功率闭环控制系统及其方法，能自动匹配发动机燃油流量和螺旋桨桨距变化速率，使动力装置能迅速响应飞机功率需求，并使得动力装置状态变化更平稳。

作为本发明的第一个方面，提供一种功率闭环控制系统，包括：

燃油流量给定计算模块，用于获取发动机转速给定值和发动机转速实际值，及依据所述发动机转速给定值和发动机转速实际值计算得到燃油流量给定值；

燃油计量活门位置闭环控制模块，用于获取燃油计量活门位置实际值，并依据所述燃油计量活门位置实际值计算得到当前燃油流量实际值，及依据所述燃油计量活门位置实际值和所述燃油流量给定值计算得到电液伺服阀控制电流值，以及依据所述电液伺服阀控制电流值对发动机燃油流量进行控制；以及

螺旋桨桨距控制模块，用于获取功率杆角度值，并依据所述功率杆角度值计算得到燃油流量目标值，及依据所述燃油流量目标值和所述当前燃油流量实际值计算得到桨距伺服控制电流值，以及依据所述桨距伺服控制电流值对螺旋桨桨距进行控制。

进一步地，所述燃油流量给定计算模块具体用于，将所述发动机转速给定值和发动机转速实际值在转速比较运算器中进行比较，其差值输出给第一PID算法，计算出所述燃油流量给定值，其中，所述第一PID算法的传递函数为S为所述发动机转速给定值与发动机转速实际值之间的差值，K_p为比例增益，T_i为积分时间常数，T_d为微分时间常数。

进一步地，所述螺旋桨桨距控制模块具体用于，

将所述功率杆角度值经过第一插值表f₁(x)转换为所述燃油流量目标值，其中，所述第一插值表f₁(x)为功率杆角度值与燃油流量目标值插值表；

将所述燃油流量目标值和所述当前燃油流量实际值在燃油流量比较运算器中进行比较，其差值输出给第二PID算法，计算出桨距伺服控制电流值，其中，所述第二PID算法的传递函数为S为所述燃油流量目标值和所述当前燃油流量实际值之间的差值，K_p为比例增益，T_i为积分时间常数，T_d为微分时间常数；

根据所述桨距伺服控制电流值改变桨毂变距的速度和方向，以实现螺旋桨桨距的控制。

进一步地，所述燃油计量活门位置闭环控制模块具体用于，依据所述燃油流量给定值计算得到燃油计量活门位置给定值，以及依据所述燃油计量活门位置给定值和燃油计量活门位置实际值计算得到所述电液伺服阀控制电流值。

进一步地，所述燃油计量活门位置闭环控制模块还用于，

将所述燃油流量给定值经过第二插值表f₂(x)转换为所述燃油计量活门位置给定值，其中，所述第二插值表f₂(x)为燃油计量活门给定插值表，通过试验室对燃油执行机构进行标定获取；