用于控制用于燃气涡轮发动机的位置促动系统构件的方法技术方案

提供了一种用于基于修改的比例和积分控制环控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。该方法包括确定用于位置促动系统构件的需求信号与用于位置促动系统构件的位置信号之间的误差值。该方法还包括将积分增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。此外，该方法包括将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例部分增益比例量来确定比例增益。该方法使确定的积分增益与确定的比例增益相加，以确定用于位置促动系统构件的空电流值。

【技术实现步骤摘要】

本主题大体上涉及一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上包括按串流顺序的压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段。在操作中，空气从压缩机区段的入口提供，其中一个或更多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体的流驱动涡轮区段。在特定构造中，燃烧区段由沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的轴机械地联接于压缩机区段。此外，在某些航改燃气涡轮发动机中，轴通过齿轮箱机械地联接于负载，如船舶航改燃气涡轮发动机中的螺旋桨。因此，在船舶航改燃气涡轮发动机中，螺旋桨速度可由轴的速度控制，该轴的速度可继而由提供至燃烧区段的燃料的量控制。燃料计量阀可提供成控制提供至燃烧区段的燃料的量。因此，螺旋桨速度可由燃料计量阀控制。在某些燃气涡轮发动机中，燃料计量阀关于比例和积分控制环操作。利用此类构造，燃料计量阀的期望位置与燃料计量阀的实际位置之间的误差值用于确定比例增益和积分增益，它们接着求和来确定空电流值。空电流值设置燃料计量阀的位置。然而，本公开的专利技术人发现，此类构造可导致例如燃气涡轮发动机的长启动时间和空电流值中的变化或波动。因此，用于控制燃气涡轮发动机内的位置促动系统构件如燃料计量阀来减少燃气涡轮发动机的启动时间的方法将是有用的。此外，用于控制燃气涡轮发动机内的位置促动系统构件如燃料计量阀来实现用于位置促动系统构件的更一致的空电流值的方法将是特别有益的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。在本公开的一个示例性方面中，提供了一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法。该方法包括确定用于位置促动系统构件的需求信号与位置促动系统构件的位置信号之间的误差值。该方法还包括确定燃气涡轮发动机的计划参数值。该方法还包括确定用于位置促动系统构件的空电流值。确定空电流值包括将积分增益比例量(scaler)确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。确定空电流值还包括将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例增益比例量确定积分增益。此外，确定空电流值包括使确定的积分增益和确定的比例增益相加来确定空电流值。在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括设置在压缩机区段与涡轮区段之间的燃烧器组件，以及控制提供至燃烧器组件的燃料的量的燃料计量阀。燃气涡轮发动机还包括用于确定燃气涡轮发动机的计划参数值的传感器，以及可操作地连接于燃料计量阀和传感器的控制器。控制器构造成确定燃料计量阀需求信号与燃料计量阀的位置之间的误差值。控制器还构造成将积分增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的积分增益比例量确定积分增益。控制器还构造成将比例增益比例量确定为随计划参数值而变，以及基于确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益。此外，控制器构造成使确定的积分增益和确定的比例增益相加来确定空电流值。技术方案1.一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法，所述方法包括：确定用于所述位置促动系统构件的需求信号与所述位置促动系统构件的位置信号之间的误差值；确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及确定用于所述位置促动系统构件的空电流值，其中确定所述空电流值包括将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述位置促动系统构件为燃料计量阀。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定所述空电流值还包括：将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定所述空电流值。技术方案5.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；以及基于所述计划参数和所述确定的基准空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，确定所述基准空电流计划参数模型包括使用所述燃气涡轮发动机的测试数据来确定所述基准空电流计划参数模型。技术方案7.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述基准空电流计划参数模型为两个变量的线性方程模型，其包括作为变量的所述空电流值和所述计划参数值。技术方案8.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括确定用于所述燃气涡轮发动机的基准空电流计划参数模型；通过使用所述燃气涡轮发动机的实时操作数据更新所述基准空电流计划参数模型来确定适应空电流计划参数模型；以及基于所述计划参数和所述确定的适应空电流计划参数模型确定所述空电流偏移值。技术方案9.根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮发动机的所述实时操作数据包括实时空电流值和实时计划参数值。技术方案10.根据技术方案8所述的方法，其特征在于，通过更新所述基准空电流计划参数模型确定所述适应空电流计划参数模型包括递归地估计所述适应空电流计划参数模型。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，递归地估计所述适应空电流计划参数模型包括使用最小均方算法。技术方案12.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述积分增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定所述积分增益包括使所述积分增益比例量和初始积分增益的和乘以所述误差值。技术方案13.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数而变包括将所述比例增益比例量确定为随所述计划参数和所述确定误差值而变，并且其中基于所述确定的误差值和所述确定的比例增益比例量确定所述比例增益包括使所述比例增益比例量和初始比例增益的和乘以所述误差值。技术方案14.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将等于所述空电流值的电流提供至用于所述位置促动系统构件的位置控制器。技术方案15.一种燃气涡轮发动机，包括：燃烧器组件，其设置在压缩机区段与涡轮区段之间；燃料计量阀，其控制提供至所述燃烧器组件的燃料的量；传感器，其用于确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及控制器，其可操作地连接于所述燃料计量阀和所述传感器，所述控制器构造成确定燃料计量阀需求信号与所述燃料计量阀的位置之间的误差值；将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法，所述方法包括：确定用于所述位置促动系统构件的需求信号与所述位置促动系统构件的位置信号之间的误差值；确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及确定用于所述位置促动系统构件的空电流值，其中确定所述空电流值包括将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值。

【技术特征摘要】
2015.07.02 US 14/7904581.一种用于控制燃气涡轮发动机中的位置促动系统构件的方法，所述方法包括：确定用于所述位置促动系统构件的需求信号与所述位置促动系统构件的位置信号之间的误差值；确定所述燃气涡轮发动机的计划参数值；以及确定用于所述位置促动系统构件的空电流值，其中确定所述空电流值包括将积分增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和所述确定的积分增益比例量确定积分增益；将比例增益比例量确定为随所述计划参数值而变；基于所述确定的误差值和确定的比例增益比例量确定比例增益；以及使所述确定的积分增益和所述确定的比例增益相加来确定所述空电流值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计划参数为所述燃气涡轮发动机的芯部速度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置促动系统构件为燃料计量阀(30)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述空电流值还包括：将空电流偏移值确定为随所述计划参数而变；以及将所述空电流偏移值加至所述确定的积分增益和所述确定的比例增益来确定所述空电流值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述空电流偏移值确定为随所述计划参数而变包括确定用于所述燃气涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：P德赛，JA斯特里克，KP梅纳斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US