【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本非临时申请主张对在2014年9月30日提交的、名称为“用于可变节距风扇发动机和涡轮轴涡轮螺旋桨发动机的基于模型的控制的方法和系统”的美国临时专利申请62/057595的优先权，其作为参考全部并入本文。
本专利技术涉及用于可变节距风扇发动机和涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机的控制系统。
技术介绍
在一些风扇发动机(亦称″螺旋桨风扇″发动机)中，风扇螺旋桨的轴线平行于燃气发动机的轴线或与其同轴。通常，在涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机中，单个或多个螺旋桨的轴线将垂直于燃气发动机的轴线。在这两种配置中，风扇或螺旋桨可以具有固定节距或可变节距。如果节距是可变的，发动机还可以具有专用节距变化机构(PCM)。螺旋桨转速(Nr)与燃气发动机动力涡轮轴转速(N1)成比例，通过纯机械齿轮传动变换，也就是Nr＝Kgb*N1，式中，Kgb是代表传动比的常数。控制风扇或螺旋桨转速Nr相当于控制动力涡轮转速。通常，推力预定为螺旋桨转速Nr的函数，还是燃气发动机高压(IIP)涡轮轴转速(N2)或发动机压力比(EPR)的函数。主要的挑战是协调螺旋桨转速(Nr)、HP涡轮轴转速(N1)与任何PCM俯仰角的主控制，同时保持一组有效约束，包括但不限于芯部压力(Px)、排气温度(T)、芯部速率(N2dot)和/或扭矩(Tq)，与规定限值保留在一起，包括但不限于负载变化，同时抑制外部干扰和/或内部已知干扰，包括但不限于可变放气阀和...
【技术保护点】
一种用于航空发动机的控制系统(10)，所述航空发动机包括利用机械齿轮传动驱动风扇螺旋桨的燃气轮机，和用于所述风扇螺旋桨的专用节距变化机构，所述控制系统包括：燃料流信号输入(20)；节距变化机构信号输入(22)；至少一个约束输入；受控设备(28)，其用于使来自所述节距变化机构信号输入(22)的节距变化机构俯仰角(BetaP)和来自所述燃料流信号输入(20)的燃料流(Wf)和来自所述至少一个约束输入的约束关联至至少两个受控输出(24、26)，其中，所述受控输出的第一者是螺旋桨转速(Nr)或动力涡轮轴转速(N1)，而所述受控输出的第二者是发动机芯部转速(N2)、发动机压力比(EPR)或发动机转矩(Tq)；和解耦控制(34)，其用于使所述受控设备(28)和所述至少一个约束中的一者解耦成用于所述第一和第二受控输出(24、26)的两个分开的单输入单输出(SISO)控制回路；解耦控制，其用于使约束与所述解耦受控输出解耦，并使所述约束彼此解耦，使得每个约束被分到SISO控制回路；其中，所述燃气轮机和所述风扇螺旋桨协调地被控制，同时协调地控制所述约束和所述输出(24，26)。
【技术特征摘要】
2014.09.30 US 62/057595;2015.08.20 US 14/8309141.一种用于航空发动机的控制系统(10)，所述航空发动机包括利用机械齿轮传动驱动
风扇螺旋桨的燃气轮机，和用于所述风扇螺旋桨的专用节距变化机构，所述控制系统包括：
燃料流信号输入(20)；
节距变化机构信号输入(22)；
至少一个约束输入；
受控设备(28)，其用于使来自所述节距变化机构信号输入(22)的节距变化机构俯仰角
(BetaP)和来自所述燃料流信号输入(20)的燃料流(Wf)和来自所述至少一个约束输入的约
束关联至至少两个受控输出(24、26)，其中，所述受控输出的第一者是螺旋桨转速(Nr)或动
力涡轮轴转速(N1)，而所述受控输出的第二者是发动机芯部转速(N2)、发动机压力比(EPR)
或发动机转矩(Tq)；和
解耦控制(34)，其用于使所述受控设备(28)和所述至少一个约束中的一者解耦成用于
所述第一和第二受控输出(24、26)的两个分开的单输入单输出(SISO)控制回路；
解耦控制，其用于使约束与所述解耦受控输出解耦，并使所述约束彼此解耦，使得每个
约束被分到SISO控制回路；
其中，所述燃气轮机和所述风扇螺旋桨协调地被控制，同时协调地控制所述约束和所
述输出(24，26)。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述风扇螺旋桨平行于所述燃气轮机的所述
轴线。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述航空发动机是无导管单风扇发动机。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述航空发动机是涡轮轴、涡轮螺旋桨发动
机。
5.根据权利要求1所述的控制系统，还包括用于测量要传送给转速相位同步(114)的螺
旋桨转速相位(116)的控制(110)和用于接收并增加转速基准偏差(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢漫雪，R·S·卡彭特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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