双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器技术

本申请提供了一种双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器，该方法包括：在发动机的双外涵工作状态和单外涵工作状态下：建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律；建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律；建立模式选择阀开度和CDFS导叶角度的第三控制规律；建立油门杆角度和高压转速的第四控制规律；根据第一控制规律、第二控制规律、第三控制规律及第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率。本申请可有效实现变循环发动机的功率按油门杆自动调节。同时，该控制规律可以实现发动机在全推力范围内具有推力连续特性，模式转换过程中具备流量连续的能力。

Control Method and Controller of Dual-connotation Variable Cycle Aeroengine and Its Power

【技术实现步骤摘要】
双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器
本申请涉及航空发动机
，具体提供一种双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器。
技术介绍
双外涵变循环航空发动机通过“单外涵”和“双外涵”两种工作模式，来分别满足飞机兼顾“高速高推力”和“低速低油耗”的使用需求，使其具有比现有的常规循环涡扇发动机更优秀的多任务作业能力。然而，变循环发动机的功率控制计划难以制定，这主要是由于：相比于涡扇发动机的单一工作模式，变循环发动机存在两种工作模式，两种工作模式需要在发动机运转过程中进行切换。这造成了只具备单一工作模式的涡扇发动机的功率控制计划不再适用于变循环发动机。目前，现有技术中采用的人工输入方式控制可调几何变循环发动机的功率控制计划，无法实现变循环发动机功率的自动控制，给操作人员带来了巨大的操作量，也无法实现变循环发动机的两种工作模式切换过程中推力连续、流量保持，使得发动机无法满足飞机的使用需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器。第一方面，本申请提供了一种双外涵变循环航空发动机的功率控制方法，包括：在双外涵变循环航空发动机的双外涵工作状态和单外涵工作状态下：建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律；建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律；建立模式选择阀开度和CDFS导叶角度的第三控制规律；建立油门杆角度和高压转速的第四控制规律；根据所述第一控制规律、所述第二控制规律、所述第三控制规律及所述第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率。在一些实施例中，还包括：建立所述第一控制规律、所述第二控制规律和所述第三控制规律之间的联系，所述联系包括：发动机在所述双外涵工作状态下，若模式选择阀开度打开到全开位置，则变几何低压涡轮工作在最小流通位置、CDFS导叶角度工作在最小流通位置。在一些实施例中，所述联系还包括：发动机在所述单外涵工作状态下，若模式选择阀开度打开到全关位置，则变几何低压涡轮工作在最大流通位置、CDFS导叶角度工作在最大流通位置。在一些实施例中，建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律，包括：将模式选择阀开度和油门杆角度建立如下对应关系，作为第一控制规律：PLAA1A2A3A41A42…A4nA5A6α94B1B2B3B41B42…B4nB5B6其中，PLA为油门杆角度；α94为模式选择阀开度；A1为停车状态对应油门杆角度；A2为慢车状态对应油门杆角度；A3为双外涵工作状态对应油门杆角度；A4n为模式转换过程中油门杆角度，n为正整数；A5为单外涵工作状态对应油门杆角度；A6为全加力工作状态对应油门杆角度；B1为停车状态对应模式选择阀角度；B2为慢车状态对应模式选择阀角度；B3为双外涵工作状态对应模式选择阀角度；B4n为模式转换过程中模式选择阀角度，n为正整数；B5为单外涵工作状态对应模式选择阀角度；B6为全加力工作状态对应模式选择阀角度。在一些实施例中，建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律，包括：将变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度建立如下对应关系，作为第二控制规律：PLAC1C21C22…C2nC3α47D1D21D22…D2nD3其中，PLA为油门杆角度；α47为变几何低压涡轮导向器面积；C1为模式选择阀开度为完全打开状态时对应油门杆角度；C2n为模式选择阀在模式转换过程中油门杆角度；C3为模式选择阀开度为完全关闭状态时对应油门杆角度；D1为发动机在双外涵状态时变几何低压涡轮导向器对应的面积值；D2n为不同模式选择阀角度对应的变几何低压涡轮导向器面积值,n为正整数；D3为单外涵状态变几何低压涡轮导向器面积值。在一些实施例中，建立模式选择阀开度和CDFS导叶角度的第三控制规律，包括：将模式选择阀开度和CDFS导叶角度建立如下对应关系，作为第三控制规律：α94E1E21E22…E2nE3α21F1F21F22…F2nF3其中，α94为模式选择阀开度；α21为CDFS导叶角度；E1为模式选择阀开度为完全打开状态时对应角度；E2n为模式选择阀在模式转换过程中模式选择阀角度，n为正整数；E3为模式选择阀开度为完全关闭状态时对应角度；F1为双外涵状态CDFS进口导叶角度值；F2n为模式转换过程中CDFS进口导叶值，n为正整数；F3为单外涵状态CDFS进口导叶角度值。在一些实施例中，建立油门杆角度和高压转速的第四控制规律，包括：将油门杆角度和高压转速建立如下对应关系，作为第四控制规律：PLAM1M2M31M32…M3nM4M51M52…M5nM6M7N2N1N2N31N32…N3nN4N51N52…N5nN6N7其中，PLA为油门杆角度；N2为高压转速；M1为停车状态油门杆角度；M2为慢车状态油门杆角度；M3n为节流状态油门杆角度，n为正整数；M4为双外涵工作状态对应的油门杆角度；M5n为模式转换过程油门杆角度，n为正整数；M6为单外涵状态对应的油门杆角度；M7为全加力状态对应的油门杆角度；N1为停车状态高压转速；N2为慢车状态高压转速；N3n为节流状态高压转速，n为正整数；N4为双外涵工作状态对应的高压转速；N5n为模式转换过程对应原高压转速；N6为单外涵状态对应的高压转速；N7为全加力状态对应的高压转速。在一些实施例中，在所述根据所述第一控制规律、所述第二控制规律、所述第三控制规律及所述第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率之前，还包括：通过整机试验方式对所述第一控制规律、所述第二控制规律、所述第三控制规律和所述第四控制规律进行优化。第二方面，本申请提供了一种双外涵变循环航空发动机功率的控制器，包括：存储器，用于存储可执行程序代码；一个或多个处理器，用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行上述的双外涵变循环航空发动机的功率的控制方法。第三方面，本申请提供了一种双外涵变循环航空发动机，包括上述的双外涵变循环航空发动机功率的控制器。本申请实施例提供的双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法、控制器中，通过在发动机不同工作状态下建立第一控制规律、第二控制规律、第三控制规律和第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率，极大的减少了操作人员的工作量，同时第一控制规律、第二控制规律、第三控制规律和第四控制规律具备推力连续、流量保持的特征，能够满足飞机对发动机推力连续、流量保持等要求。附图说明图1是本申请实施例提供的双外涵变循环航空发动机功率的控制方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。本申请公开了一种双外涵变循环航空发动机及其功率的控制方法，其中，通过分别建立多个影响变循环发动机功率输出的变量与反应操作员功率需求的输入变量油门杆角度(PLA)的控制规律，实现对双外涵变循环航空发动机功率的控制。为保证发动机功率连续，需根据双外涵变循环航空发动机的工作状态建立相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双外涵变循环航空发动机的功率控制方法，其特征在于，包括：在双外涵变循环航空发动机的双外涵工作状态和单外涵工作状态下：建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律；建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律；建立模式选择阀开度和CDFS导叶角度的第三控制规律；建立油门杆角度和高压转速的第四控制规律；根据所述第一控制规律、所述第二控制规律、所述第三控制规律及所述第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率。

【技术特征摘要】
1.一种双外涵变循环航空发动机的功率控制方法，其特征在于，包括：在双外涵变循环航空发动机的双外涵工作状态和单外涵工作状态下：建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律；建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律；建立模式选择阀开度和CDFS导叶角度的第三控制规律；建立油门杆角度和高压转速的第四控制规律；根据所述第一控制规律、所述第二控制规律、所述第三控制规律及所述第四控制规律，来控制双外涵变循环航空发动机的功率。2.根据权利要求1所述的双外涵变循环航空发动机功率的控制方法，其特征在于，还包括：建立所述第一控制规律、所述第二控制规律和所述第三控制规律之间的联系，所述联系包括：发动机在所述双外涵工作状态下，若模式选择阀开度打开到全开位置，则变几何低压涡轮工作在最小流通位置、CDFS导叶角度工作在最小流通位置。3.根据权利要求2所述的双外涵变循环航空发动机功率的控制方法，其特征在于，所述联系还包括：发动机在所述单外涵工作状态下，若模式选择阀开度打开到全关位置，则变几何低压涡轮工作在最大流通位置、CDFS导叶角度工作在最大流通位置。4.根据权利要求3所述的双外涵变循环航空发动机功率的控制方法，其特征在于，建立模式选择阀开度和油门杆角度的第一控制规律，包括：将模式选择阀开度和油门杆角度建立如下对应关系，作为第一控制规律：PLAA1A2A3A41A42…A4nA5A6α94B1B2B3B41B42…B4nB5B6其中，PLA为油门杆角度；α94为模式选择阀开度；A1为停车状态对应油门杆角度；A2为慢车状态对应油门杆角度；A3为双外涵工作状态对应油门杆角度；A4n为模式转换过程中油门杆角度，n为正整数；A5为单外涵工作状态对应油门杆角度；A6为全加力工作状态对应油门杆角度；B1为停车状态对应模式选择阀角度；B2为慢车状态对应模式选择阀角度；B3为双外涵工作状态对应模式选择阀角度；B4n为模式转换过程中模式选择阀角度，n为正整数；B5为单外涵工作状态对应模式选择阀角度；B6为全加力工作状态对应模式选择阀角度。5.根据权利要求3所述的双外涵变循环航空发动机功率的控制方法，其特征在于，建立变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度的第二控制规律，包括：将变几何低压涡轮导向器面积和油门杆角度建立如下对应关系，作为第二控制规律：PLAC1C21C22…C2nC3α47D1D21D22…D2nD3其中，PLA为油门杆角度；α47为变几何低压涡轮导向器面积；C1为模式选择阀开度为完全打开状态时对应油门杆角度；C2n为模式选择阀在模式转换过程中油门杆角度；C3为模式选择阀开度为完全关闭状态时对应油门杆角度；D1为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿，蓝开伟，梁彩云，阎巍，芮长胜，张博文，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21