[发明专利]在地面试验中自动控制涡轴发动机NG转速的方法及系统、设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种在地面试验中自动控制涡轴发动机NG转速的方法及系统、设备、存储介质，所述方法在输入NG转速目标值后先根据目标值的大小改变发动机波段开关输出信号以对应切换发动机的工作状态，确保NG转速调节与发动机的工作状态相匹配。利用转速控制模型计算得到扭矩目标值和油门杆角度值，并分别输出至测功器和电子控制器以对NG转速进行自动调节，大大提升了转速调节的响应速度。在NG转速的实际值与目标值的差值达到预设范围内且保持稳定时，开启NG转速PID闭环调节功能，控制涡轴发动机NG转速收敛至目标值，通过PID闭环调节实现小范围内的转速精调，保证了NG转速自动控制调节的精度，实现了高精度的闭环调节。

技术领域

本发明涉及涡轴发动机地面试车技术领域，特别地，涉及一种在地面试验中自动控制涡轴发动机NG转速的方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术

在涡轴发动机配装的飞机上，飞行员根据飞行任务控制飞机从发动机提取动力，获得飞机飞行的升力和速度，发动机转速只是中间参数。而在地面试验阶段，通常都是以发动机NG转速(即燃气发生器转速)来标定发动机的运行状态，试验任务一般也是以发动机NG转速作为一种主要的考核对象。涡轴发动机在设计定型前需要做大量的地面试验，试验时长高达几千上万小时，耗费大量人力物力，而且试验过程中往往需要不断变化发动机NG转速，存在安全和准确性的问题。目前，国内在涡轴发动机科研试车中均没有使用转速自动控制技术的先例，只能通过手动操作控制发动机转速状态，存在人力成本高、试验重复性差、误操作风险高等各方面缺点，而且手动操作无法满足部分发动机试验提出的快速加减速等高难度要求，基于对涡轴发动机燃气发生器转速闭环控制的涡轴发动机自动化试车技术研究尚属空白。

发明内容

本发明提供了一种在地面试验中自动控制涡轴发动机NG转速的方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有技术的上述缺点。

根据本发明的一个方面，提供一种在地面试验中自动控制涡轴发动机NG转速的方法，包括以下内容：

采集涡轴发动机的NP转速、NG转速和进气温度，其中，NG转速为燃气发生器转速，NP转速为发动机输出轴转速；

输入NG转速的目标值，并根据输入的目标值改变发动机波段开关输出信号以对应切换发动机的工作状态；

将输入的NG转速目标值、采集到的NP转速和进气温度作为NG转速控制模型的输入，计算得到扭矩目标值和油门杆角度值，并将扭矩目标值和油门杆角度值分别输出至测功器和电子控制器，控制测功器扭矩恒定在目标扭矩，对NG转速开始自动调节；

不断采集转速调节过程中NG转速的实际值，当NG转速的实际值与目标值的差值在预设范围内且保持稳定时，使能变调节范围的NG转速PID闭环调节功能，将PID闭环调节输出的油门杆角度值与NG转速控制模型计算得到的油门杆角度值相加后输出至电子控制器，控制涡轴发动机NG转速收敛至目标值。

进一步地，所述根据输入的目标值改变发动机波段开关输出信号的过程具体基于以下模型实现：

其中，Pms表示发动机波段开关位置，分别对应发动机的停车、慢车、飞行三种状态，n₁表示发动机的停车状态对应的转速边界，n₂表示发动机的慢车状态对应的转速边界，n表示输入的NG转速目标值。

进一步地，所述NG转速控制模型为：

Torq＝f(n，T₀，NP)；

Xpc＝Torq*g(n)；