在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法及系统、设备、存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法及系统、设备、存储介质，所述方法在判断出涡轴发动机的燃气发生器转速和动力涡轮转速均处于稳定状态后开启引气和发电功率双调节，并在双调节过程中将T45温度的实际值与目标值进行比对，根据实际值与目标值的差值大小同时控制双调节的调节状态，直至T45温度达到目标值。该方法结合了发电功率调节响应快、引气调节精度高的特点，采用双调节的控制方式实现了涡轴发动机在稳定转速下快速、精准地调节至目标值，相比于现有的手动调节方式，实现了自动化闭环控制，大幅提升了调节响应速度和调节精度，很好地填补国内基于多参数控制的涡轴发动机T45温度闭环控制技术的空白。术的空白。术的空白。

【技术实现步骤摘要】
在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法及系统、设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及涡轴发动机地面试车
，特别地，涉及一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质。

技术介绍

[0002]涡轴发动机在设计定型前需要做大量的整机地面试验，试验时长高达几千上万小时，耗费大量人力物力，且存在各种安全和准确性问题。目前，国内在涡轴发动机科研试车中均没有实现T45温度(即涡轮出口燃气温度)自动控制技术，均是通过手动操作控制发动机T45状态。在地面试验中，往往将发动机推到目标转速时却尚未达到目标T45温度，这时就需要操作员手动交替调节引气流量和发电功率来使T45温度达到目标值，这个过程需要反复进行，调节速度慢，一般需要花费半分钟以上的时间，而且需要操作员根据经验和现场情况进行调节，调节精度较差，重复性差，在试验时额外增加了发动机的运转时间，增加了试验的发动机损耗。基于多参数控制的涡轴发动机T45温度闭环控制技术研究尚属空白，这也成为涡轴发动机地面试车中亟待解决的关键性问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法及系统、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。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，包括以下内容：
[0005]采集涡轴发动机当前的T45温度、N
g
转速和N
p
转速；
[0006]判断N
g
转速和N
p
转速是否处于稳定状态，当N
g
转速和N
p
转速处于稳定状态后，自动开启引气调节和发电功率调节；
[0007]实时采集双调节过程中T45温度的实际值，将实际值与目标值进行比对，并根据实际值与目标值之间的差值大小同时控制引气调节和发电功率调节的调节状态，直至T45温度的实际值达到目标值。
[0008]进一步地，所述根据实际值与目标值之间的差值大小同时控制引气调节和发电功率调节的调节状态的过程包括以下内容：
[0009]当实际值与目标值的差值超出预设范围时，控制引气调节和发电功率调节同时进行PID闭环调节，直至实际值与目标值的差值达到预设范围内后，暂停发电功率调节的PID闭环调节，保持引气调节的PID闭环调节，直至T45温度的实际值达到目标值。
[0010]进一步地，发电功率调节进行PID闭环调节的死区范围大于引气调节进行PID闭环调节的死区范围，且发电功率调节的死区范围与预设范围相同。
[0011]进一步地，引气调节的P参数是发电功率调节的P参数的3倍以上。
[0012]进一步地，当暂停发电功率调节的PID闭环调节后，若引气调节达到调节上限时
T45温度尚未达到目标值，则强制增大发电功率，直至T45温度达到目标值，若引气调节达到调节下限时T45温度尚未达到目标值，则强制减小发电功率，直至T45温度达到目标值。
[0013]进一步地，引气调节和发电功率调节在进行PID闭环调节时还引入了前馈量，以缩短PID调节的收敛时间。
[0014]进一步地，当N
g
转速每秒波动小于100转，N
p
转速每秒波动小于50转，则判定其处于稳定状态。
[0015]另外，本专利技术还提供一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的系统，包括：
[0016]采集系统，用于采集涡轴发动机的T45温度、N
g
转速和N
p
转速；
[0017]上位机，与采集系统相连，用于从采集系统中获取数据并存储；
[0018]PLC模块，分别与上位机、引气电磁阀、发电设备连接，用于判断N
g
转速和N
p
转速是否处于稳定状态，在判断出N
g
转速和N
p
转速处于稳定状态后，控制引气电磁阀和发电设备同时开启以启动引气调节和发电功率调节，并将双调节过程中采集系统采集的T45温度的实际值与目标值进行比对，根据两者的差值大小控制引气电磁阀和发电设备的工作状态，直至T45温度的实际值达到目标值。
[0019]另外，本专利技术还提供一种设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。
[0020]另外，本专利技术还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。
[0021]本专利技术具有以下效果：
[0022]本专利技术的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，在判断出涡轴发动机的燃气发生器转速和动力涡轮转速均处于稳定状态后开启引气和发电功率双调节，并在双调节过程中将T45温度的实际值与目标值进行比对，根据实际值与目标值的差值大小同时控制引气调节和发电功率调节的调节状态，直至T45温度达到目标值。结合了发电功率调节响应快、引气调节精度高的特点，采用双调节的控制方式实现了涡轴发动机在稳定转速下快速调节至目标值，动态响应可以在5s内达成，且稳态误差可以控制在
±
2k内，相比于现有的手动交替调节引气流量和发电功率的方式，实现了自动化闭环控制，大幅提升了调节响应速度和调节精度，很好地填补国内基于多参数控制的涡轴发动机T45温度闭环控制技术的空白。
[0023]另外，本专利技术的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的系统、设备、计算机可读取的存储介质同样具有上述优点。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0026]图1是本专利技术优选实施例的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法的流程示意图。
[0027]图2是本专利技术优选实施例中在引气调节和发电功率调节进行PID闭环调节时引入提前量的示意图。
[0028]图3是本专利技术另一实施例的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的系统的模块连接结构示意图。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0030]如图1所示，本专利技术的优选实施例提供一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，包括以下内容：
[0031]步骤S1：采集涡轴发动机当前的T45温度、N
g
转速和N
p
转速；
[0032]步骤S2：判断N
g
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，其特征在于，包括以下内容：采集涡轴发动机当前的T45温度、N
g
转速和N
p
转速；判断N
g
转速和N
p
转速是否处于稳定状态，当N
g
转速和N
p
转速处于稳定状态后，自动开启引气调节和发电功率调节；实时采集双调节过程中T45温度的实际值，将实际值与目标值进行比对，并根据实际值与目标值之间的差值大小同时控制引气调节和发电功率调节的调节状态，直至T45温度的实际值达到目标值。2.如权利要求1所述的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，其特征在于，所述根据实际值与目标值之间的差值大小同时控制引气调节和发电功率调节的调节状态的过程包括以下内容：当实际值与目标值的差值超出预设范围时，控制引气调节和发电功率调节同时进行PID闭环调节，直至实际值与目标值的差值达到预设范围内后，暂停发电功率调节的PID闭环调节，保持引气调节的PID闭环调节，直至T45温度的实际值达到目标值。3.如权利要求2所述的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，其特征在于，发电功率调节进行PID闭环调节的死区范围大于引气调节进行PID闭环调节的死区范围，且发电功率调节的死区范围与预设范围相同。4.如权利要求2所述的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，其特征在于，引气调节的P参数是发电功率调节的P参数的3倍以上。5.如权利要求3所述的在地面试验中自动控制涡轴发动机T45温度的方法，其特征在于，当暂停发电功率调节的PID闭环调节后，若引气调节达到调节上限时T45温度尚未达到目标值，则强制增大发电功率，直至T45温度达到目标值，若引气调节达到调节下...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡衍，李伟，吴海浩，言洁奕，刘丹宁，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：