一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，包括如下内容：采集通过燃烧室出口法兰处的实时燃气温度和实时燃气流量，将其与预设的目标燃气温度和目标燃气流量进行比较，得到Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差；闭环控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差的状态，抽象四种状态，然后根据状态机，选择相应的闭环控制方法，计算出进气口调节阀、补气口调节阀的控制电流；为缩短调节周期，引入前馈控制环节。本发明专利技术具有以下优势：以通过后法兰燃气温度、燃气流量，快速调整进气口、补气口阀门开度，改变燃烧室出口空气流量、燃烧温度，保证了试验过程中涡轮增压器的转速平稳。

A control method for combustion chamber of turbocharger test bench with mixed section

The invention provides a control method for the combustion chamber of a turbocharger test bench with a mixed section, including the following contents: collecting real-time gas temperature and real time gas flow through the exit flange of the combustor, comparing it with the preset target gas temperature and the target gas flow, and obtaining the gas temperature deviation and the delta combustion. Gas flow deviation; closed loop control: according to the state of gas temperature deviation and delta gas flow deviation, four states are abstracted, and then the corresponding closed loop control method is selected according to the state machine to calculate the control current of the intake valve and the valve regulating valve; to shorten the period of the pitch control, the feedforward control link is introduced. The invention has the following advantages: by using the gas temperature and gas flow of the rear flange, the opening of the inlet and the valve is adjusted quickly, the air flow rate and the combustion temperature are changed to ensure the speed of the turbocharger in the test process smoothly.

【技术实现步骤摘要】
一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法
本专利技术属于电子控制
，尤其是涉及一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法。
技术介绍
在增压器部件试验台开展压气机性能试验、涡轮流通特性试验、涡轮效率等试验时，需要严格控制涡轮增压器转速，如果增压器的转速波动较大，试验结果就误差较大。采用单管燃烧室常规涡轮增压器试验台，结构简单且无需控制，但难以满足高精度的试验结果要求；采用带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室有很好的调整特性，但控制方法不当会加剧增压器的转速波动。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，用于提供稳定的增压器涡轮入口的高温燃气。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，包括如下内容：采集通过燃烧室出口法兰处的实时燃气温度和实时燃气流量，将其与预设的目标燃气温度和目标燃气流量进行比较，得到Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差；闭环控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差的状态，抽象四种状态，然后根据状态机，选择相应的闭环控制参数，计算出进气口调节阀、补气口调节阀的控制电流；开环控制：根据采集的实时燃气温度和实时燃气流量，查询预设的控制MAP，获取最为匹配的进气口调节阀和补气口调节阀的控制电流，作为稳态闭环控制的前馈输入；输出控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差，查询得到修正系数k1、k2，最终计算出输出控制电流：I进气阀输出＝k1×I进气阀开环+I进气阀闭环；I补气阀输出＝k2×I补气阀开环+I补气阀闭环。进一步的，对控制电流设置阈值限制，控制在不同工况下电流上升或下降的速率，控制参数可在线调整。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术应用在涡轮增压器性能试验台上，用于提供稳定的增压器涡轮入口的高温燃气；(2)本专利技术以通过法兰的燃气温度、流量为目标，结合空气流量，利用对进气口调节阀、补气口调节阀的控制，将冷空气与高温燃气充分混合，拓宽了燃烧室出口温度调节范围，提高燃烧室出口燃气的温度和流量调节精度，保证了试验过程中涡轮增压器的转速平稳。附图说明构成本专利技术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：图1为本专利技术实施例所述一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室控制原理示意图。图2为本专利技术实施例所述基于状态机的闭环控制示意图。图3为本专利技术实施例所述开环控制示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，包括如下步骤：采集通过燃烧室出口法兰处的实时燃气温度和实时燃气流量，将其与预设的目标燃气温度和目标燃气流量进行比较，得到Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差；闭环控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差的状态，抽象出如图2所示的四种状态，然后根据状态机，选择相应的闭环控制参数，具体采用经典PID方法，但四种状态采用不同的PID参数，计算出进气口调节阀和补气口调节阀的控制电流；开环控制：为缩短调节周期，引入前馈控制环节，根据采集的实时燃气温度和实时燃气流量，查询预设的控制MAP，获取最为匹配的进气口调节阀和补气口调节阀的控制电流，如图3所示，属于瞬态控制范畴，同时，作为稳态闭环控制的前馈输入，两者的结果叠加后为系统调节阀的输出控制电流，具体的叠加计算公式如下：输出控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差，查询得到修正系数k1、k2，最终计算出输出控制电流：I进气阀输出＝k1×I进气阀开环+I进气阀闭环；I补气阀输出＝k2×I补气阀开环+I补气阀闭环。可以同时调整燃气温度、燃气流量，亦可只调整其中之一。还有，需进行电流阈值限制，控制在不同工况下控制电流上升或下降的速率，以适应系统的快速响应，防止超调引起增压系统振荡，同时这些参数具备在线调整能力，能够满足不同类型的调节阀。本专利技术实施例方法的实现的硬件平台采用Motorola32位单片机，能够实现燃气温度、燃气流量的快速采样，计算出调节阀的驱动电流，驱动电流的波形可调，主要功能包括瞬态开环控制、状态机转换、进气口阀门开度闭环控制、补气口阀门开度闭环控制。本专利技术依据目标燃气温度、目标燃气流量，结合实际采集的实时燃气温度和燃气流量，调节进气口调节阀、补气口调节阀的控制电流，使得燃气温度、燃气流量与目标值保持一致，以保持适当的油气比，缩短调整时间，保证调整结果的稳定性。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，其特征在于包括如下内容：采集通过燃烧室出口法兰处的实时燃气温度和实时燃气流量，将其与预设的目标燃气温度和目标燃气流量进行比较，得到Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差；闭环控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差的状态，抽象四种状态，然后根据状态机，选择相应的闭环控制参数，计算出进气口调节阀、补气口调节阀的控制电流；开环控制：根据采集的实时燃气温度和实时燃气流量，查询预设的控制MAP，获取最为匹配的进气口调节阀和补气口调节阀的控制电流，作为稳态闭环控制的前馈输入；输出控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差，查询得到修正系数k1、k2，最终计算出输出控制电流：I进气阀输出＝k1×I进气阀开环+I进气阀闭环；I补气阀输出＝k2×I补气阀开环+I补气阀闭环。

【技术特征摘要】
1.一种带混合段的涡轮增压器试验台燃烧室的控制方法，其特征在于包括如下内容：采集通过燃烧室出口法兰处的实时燃气温度和实时燃气流量，将其与预设的目标燃气温度和目标燃气流量进行比较，得到Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差；闭环控制：根据Δ燃气温度偏差和Δ燃气流量偏差的状态，抽象四种状态，然后根据状态机，选择相应的闭环控制参数，计算出进气口调节阀、补气口调节阀的控制电流；开环控制：根据采集的实时燃气温度和实时燃气流量，查询预设的控制MAP，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：范燕朝，褚全红，郭佳旭，王振彪，张丰，王霞，曹静堂，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津,12