一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的方法技术方案

本申请属于航空发动机控制领域，特别涉及一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的方法

【技术实现步骤摘要】
一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的方法


[0001]本申请属于航空发动机控制领域，特别涉及一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的方法
。

技术介绍

[0002]近年来，国内外在涡轮发动机射流预冷扩包线方面开展了大量研究，即在进气道加装喷水预冷装置，向进气道中喷入雾化的液态水，通过水蒸发吸热，降低发动机进口总温，从而提升发动机飞行包线的范围
。
[0003]射流预冷发动机以成熟的航空涡轮发动机作为基础，对涡轮发动机进行喷水，原有涡轮发动机的几何限制
、
压力
、
温度限制和转速限制都不变
。
[0004]发动机采用射流预冷技术进行进气总温的控制，目前分为两种控制计划：开环控制计划和闭环控制计划
。
开环控制计划根据进气总温的高低来进行水量控制，原则上来说是进气总温
T2
越高，则射流预冷控制系统喷入的水越多
。
开环供水的控制计划难以达到希望的控制效果，随着供水的增多，水分蒸发率低，飞机需要装载更多的水，并对燃烧稳定性造成影响
。
供水过少则达不到预期的效果
。
闭环控制根据喷水后的进气总温进行闭环控制
。
[0005]在研制过程中，射流预冷的控制模式分为“开环控制和闭环控制”两种方案，通过指令实现控制模式的选取
。
在开环控制向闭环控制切换时，为了降低供水量扰动对燃烧室的影响，希望水流量不要出现突变
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请提供了一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的方法，其可以在开环与闭环模式下自由切换，包括：
[0007]闭环供水计算模块，其以进气总温期望值
T2Dem
作为控制目标
、
射流喷水后的实际温度
T2_h
为反馈值进行闭环计算，得到闭环供水期望值
WwDem_closed
；
[0008]开环供水计算模块，其以进气总温期望值
T2Dem、
射流喷水前的温度
T2
进行开环计算，得到开环供水期望值
WwDem_open
；
[0009]模式选择模块，其选择闭环供水期望值或者开环供水期望值作为供水结果期望值
WwDem_a
；
[0010]切换过程斜率限制功能模块，其通过斜率限制使供水结果期望值
WwDem_a
修正为无供水流量突变的总的供水期望值
WwDem
；
[0011]射流喷水装置，基于总的供水期望值
WwDem
对涡轮发动机进行喷水冷却
。
[0012]优选的是，所述开环计算公式为：
[0013]WwDem_open
＝
fcn1(T2Dem
，
T2
，
P2)。
[0014]优选的是，所述闭环计算方法为：
[0015]根据进气总温期望值
T2Dem
与射流喷水后的实际温度
T2_h
的差值
deltaT2
，计算比例项
U_Kp、
积分项
U_Ki
；
[0016]比例项
U_Kp
和积分项
U_Ki
求和得到和值
Delta_U
，和值
Delta_U
与预设值
U_PI_Pre
求和得到反馈和值
U_PI
，反馈和值
U_PI
经过边界饱和限制器的限制，最终得到闭环供水期望值
WwDem_closed。
[0017]优选的是，
[0018]所述的提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，所述预设值
U_PI_Pre
通过前值选择模块进行选择，前值选择模块根据所述模式选择模块的输出值进行选择；
[0019]当模式选择模块的开闭环切换模式
model
＝1时，采用闭环供水计算模块，所述预设值
U_PI_Pre
为闭环供水期望值上一周期的值
WwDem_closed_Pre。
[0020]当模式选择模块的开闭环切换模式
model
＝0时，采用开环供水计算模块，所述预设值
U_PI_Pre
为
WwDem_open_a。WwDem_open_a
为开环供水量的期望值
WwDem_open
经过温控效果修正算法模块修正后的输出值
WwDem_open_out
，再进行了边界饱和限制后得到的
。
[0021]所述的提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，所述温控效果修正算法模块修正差值
deltaT2
的方法包括：
[0022]若
deltaT2>
＝
A,
则
WwDem_open_out(k)
＝
WwDem_open(k)+a
；
[0023]若
deltaT2<
＝
‑
A,
则
WwDem_open_out(k)
＝
WwDem_open(k)
‑
a
；
[0024]若
deltaT2<A
并且若
deltaT2>
＝
B,
则
[0025]WwDem_open_out(k)
＝
WwDem_open(k)+b
；
[0026]若
deltaT2>
‑
A
并且若
deltaT2<
＝
‑
B,
则
[0027]WwDem_open_out(k)
＝
WwDem_open(k)
‑
b
；
[0028]其他情况，
WwDem_open_out(k)
＝
WwDem_open(k)
[0029]其中，
k
为当前周期；
A
为预设的第一温度阈值，
B
为预设的第二温度阈值
B
，
a
为预设的第一补偿值，
b
为预设的第二补偿值
。
[0030]优选的是，所述温控效果修正算法模块输出处具有边界饱和限制器
[0031]本申请的优点包括：可以避免开闭环直接切换带来了超调过大的问题，同时可以兼顾
T2
闭环控制响应速度的要求
。
实现射流预冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，其特征在于，包括：闭环供水计算模块，其以进气总温期望值
T2Dem
作为控制目标
、
射流喷水后的实际温度
T2_h
为反馈值进行闭环计算，得到闭环供水期望值
WwDem_closed
；开环供水计算模块，其以进气总温期望值
T2Dem、
射流喷水前的温度
T2
进行开环计算，得到开环供水期望值
WwDem_open
；模式选择模块，其选择闭环供水期望值或者开环供水期望值作为供水结果期望值
WwDem_a
；切换过程斜率限制功能模块，其通过斜率限制使供水结果期望值
WwDem_a
修正为无供水流量突变的总的供水期望值
WwDem
；射流喷水装置，基于总的供水期望值
WwDem
对涡轮发动机进行喷水冷却
。2.
如权利要求1所述的提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，其特征在于，所述开环计算公式为：
WwDem_open
＝
fcn1(T2Dem
，
T2
，
P2)。3.
如权利要求1所述的提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，其特征在于，所述闭环计算方法为：根据进气总温期望值
T2Dem
与射流喷水后的实际温度
T2_h
的差值
deltaT2
，计算比例项
U_Kp、
积分项
U_Ki
；比例项
U_Kp
和积分项
U_Ki
求和得到和值
Delta_U
，和值
Delta_U
与预设值
U_PI_Pre
求和得到反馈和值
U_PI
，反馈和值
U_PI
经过边界饱和限制器的限制，最终得到闭环供水期望值
WwDem_closed。4.
如权利要求3所述的提升射流预冷控制系统温度控制效果的装置，其特征在于，所述预设值
U_PI_Pre
通过前值选择模块进行选择，前值选择模块根据所述模式选择模块的输出值进行选择；当模式选择模块的开闭环切换模式
model
＝1时，采用闭环供水计算模块，所述预设值
U_PI_Pre
为闭环供水期望值上一周期的值
Ww...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝彬彬，张浩，李文涛，静雨蔚，李杰杰，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：