确定轴的加速度的系统和方法技术方案

提供一种确定发动机的加速度的系统和计算机实现的方法。所述系统包括处理器和存储器，所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述系统实施确定发动机的加速度的方法。所述方法包括：获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中；基于所述时间戳确定所述轴的角位移时间；将转换因子应用于所述角位移时间；基于所述角位移确定轴的加速度；以及致使依据所确定的加速度调节至所述发动机的燃料流量。所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移。所述零点交叉时间戳使用角位移测量设备获得。所述转换因子对应于所述轴的角位移。

The system and method of determining the acceleration of axis

【技术实现步骤摘要】
确定轴的加速度的系统和方法
本公开通常涉及机械系统的领域，并且特定来说涉及确定旋转轴的加速度的系统和方法。
技术介绍
一种使用频率传感器计算例如涡轮发动机的轴的加速度的方法是首先在预先确定的时间周期期间基于所述轴的完整回转来计算轴速度。此方法不太适合低频传感器，因为如果尚未发生轴的完整回转，则其可能在低轴速度下产生等于零的加速度。
技术实现思路
根据实施例，提供一种用于确定发动机的加速度的系统。所述系统包括：处理器；以及非暂时性计算机可读介质，其上存储有可由所述处理器执行的程序指令。所述处理器被配置成：获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中；基于所述时间戳确定所述轴的角位移时间；将转换因子应用于所述角位移时间；基于所述角位移确定所述轴的加速度；以及致使依据所确定的加速度调节至所述发动机的燃料流量。所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移。所述零点交叉时间戳使用角位移测量设备获得。所述转换因子对应于所述轴的所述角位移。根据另一实施例，提供一种确定发动机的加速度的计算机实现的方法。所述方法包括：获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中；基于所述时间戳确定所述轴的角位移时间；将转换因子应用于所述角位移时间；基于所述角位移确定所述轴的加速度；以及致使依据所确定的加速度调节至所述发动机的燃料流量。所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移。所述零点交叉时间戳使用角位移测量设备获得。所述转换因子对应于所述轴的角位移。根据另一实施例，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上具有指令，所述指令在由处理器执行时实施确定发动机的加速度的方法。所述方法包括：获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中；基于所述时间戳确定所述轴的角位移时间；将转换因子应用于所述角位移时间；基于所述角位移确定所述轴的加速度；以及致使依据所确定的加速度调节至所述发动机的燃料流量。所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移。所述零点交叉时间戳使用角位移测量设备获得。所述转换因子对应于所述轴的角位移。在各种另外的方面中，本公开提供对应系统和设备以及逻辑结构，例如用于实现此类系统、设备和方法的机器-可执行编码的指令集。在这方面，在详细解释至少一个实施例之前，应理解，所述实施例在应用上并不限于构造的细节和在以下描述中阐述或者在附图中示出的部件的布置。而且，应理解，本文中采用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应该被视为是限制性的。在阅读本公开之后，所属领域的技术人员将显而易见到关于本文中描述的实施例的许多另外的特征及其组合。附图说明现在参考附图，其中：图1A示出根据一些实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；图1B示出根据一些实施例的发音轮（phonicwheel）组件；图2用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的示例；图3用示意图示出根据一些实施例的逼近与发动机相关联的轴的加速度的方法的示例；图4用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的另一示例；图5用示意图示出根据一些实施例的逼近与发动机相关联的轴的加速度的方法的另一示例；图6用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的另一示例；图7用示意图示出根据一些实施例的逼近与发动机相关联的轴的加速度的方法的另一示例；图8用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的另一示例；图9用示意图示出根据一些实施例的逼近与发动机相关联的轴的加速度的方法的另一示例；图10用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的另一示例；图11用示意图示出根据一些实施例的逼近与发动机相关联的轴的加速度的方法的另一示例；图12用流程图示出根据一些实施例的确定发动机的加速度的方法的另一示例；图13用示意图示出根据一些实施例的用于发动机的控制器的示例；并且图14示出根据示例性实施例的计算设备的框图。应理解，贯穿说明书和附图，相似的特征由相似的附图标记表示。具体实施方式本文中描述用于确定轴（诸如例如与燃气涡轮发动机相关联的轴）的加速度的方法和系统。可以针对任何旋转轴实现所述方法和系统。所述方法和系统使用与轴的角位移相关联的时间戳来确定所述轴的加速度。在一些实施例中，所述轴与发动机相关联。图1A示出可以提供用于亚音速飞行中的类型的燃气涡轮发动机10的示意性横截面视图，其通常串流连通地包括：风扇12，环境空气通过风扇12推进；压缩机区段14，其用于对空气加压；燃烧器16，压缩空气在其中与燃料混合并且被点燃以产生热燃烧气体的环状流；以及涡轮机区段18，其用于从所述燃烧气体提取能量。轴20设置在涡轮机18和风扇12之间。应注意，虽然图1A中示出的涡轮发动机10是涡轮风扇发动机，但是本文中描述的方法和系统也可适用于涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。另外，本文中的教示并不限于涡轮发动机，因为可以使用本文中描述的方法和系统来检测设置在源（例如涡轮机）和负载（例如风扇或其它推进器）之间的任何旋转负载轴。可以使用角位移测量设备来获得轴的角位移的零点交叉时间戳。在一些实施例中，使用非接触式设备来检测所述轴的角位移，例如发音轮组件，如图1B中示出。在一些实施例中，具有分布在其外表面周围的多个齿（或标记）106的发音轮104在齿或标记经过传感器102时由传感器102检测。传感器102相对于发音轮104定位。旋转轴20推进发音轮104。当齿/标记经过传感器102时，传感器102可以获得读数。所述读数可以包括交叉的时间戳。传感器102可以是接近传感器、光学传感器、感应传感器或本领域的技术人员已知的任何其它类型的传感器。应理解，在其它实施例中，所述轮组件可以是基于接触的，其中具有分布在其外表面周围的多个齿106的发音轮104可以放置成与旋转轴20接触。在发动机的操作期间，发动机控制软件可以要求周期性（例如，每20毫秒）发动机传感器读数，实施各种计算，以及更新输出，例如燃料计量设备。如果要基于所述轴在那20毫秒内的回转数来确定轴的加速度，并且所述轴尚未旋转到足以由传感器102测量，则加速度的确定将是不正确的。基于角位移、而非固定时间周期内的旋转/回转数确定轴的加速度的方法将提供更精确的结果。图2用流程图示出根据一些实施例的确定轴的加速度的方法200的示例。即使速度传感器的最大时间戳频率（例如，发动机控制软件的每次调用之间的时间）低，方法200也能够确定轴的加速度。方法200包括：将零点交叉时间戳存储210在缓存中；基于所述时间戳来确定220所述轴的回转时间；将转换因子应用于230所述回转时间；以及基于角位移来确定240所述轴的加速度。确定240所述轴的加速度的步骤可以包括：基于所述时间戳来确定所述轴的角位移时间；以及将转换因子应用于所述角位移时间。所述零点交叉时间戳对应于与发动机相关联的轴的角位移。所述角位移可以包括所述轴的完整旋转/回转、部分旋转/回转或多个旋转/回转。所述转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于确定发动机的加速度的系统，所述系统包括：/n处理器；以及/n非暂时性计算机可读介质，其上存储有可由所述处理器执行的程序指令，所述处理器被配置成用于：/n获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中，所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移并且使用角位移测量设备来获得；/n基于所述时间戳来确定所述轴的角位移时间；/n将转换因子应用于所述角位移时间，所述转换因子对应于所述轴的所述角位移；/n基于所述角位移来确定所述轴的加速度；以及/n致使依据所确定的加速度来调节至所述发动机的燃料流量。/n

【技术特征摘要】
20180924 US 16/1398761.一种用于确定发动机的加速度的系统，所述系统包括：
处理器；以及
非暂时性计算机可读介质，其上存储有可由所述处理器执行的程序指令，所述处理器被配置成用于：
获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中，所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移并且使用角位移测量设备来获得；
基于所述时间戳来确定所述轴的角位移时间；
将转换因子应用于所述角位移时间，所述转换因子对应于所述轴的所述角位移；
基于所述角位移来确定所述轴的加速度；以及
致使依据所确定的加速度来调节至所述发动机的燃料流量。


2.根据权利要求1所述的系统，其中：
应用所述转换因子包括将所述角位移时间转换成速度值；并且
确定所述加速度包括确定先前角位移和当前角位移之间的速度变化。


3.根据权利要求2所述的系统，其中：
确定所述轴的角位移时间包括：
确定所述轴的当前角位移的时间，所述当前角位移的时间包括当前时间戳值扣除第一先前完整角位移时间戳值；以及
确定所述轴的先前角位移的时间，所述先前角位移的时间包括所述第一先前完整角位移时间戳值扣除第二先前完整角位移时间戳值；并且
所述先前角位移和所述当前角位移之间的速度变化包括所述先前角位移的速度扣除所述当前角位移的速度。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述加速度包括以下之间的比：
所述先前角位移和所述当前角位移之间的速度变化；与
两个先前角位移的平均角位移时间。


5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述加速度包括以下之间的比：
所述先前角位移和所述当前角位移之间的速度变化；与
所述当前角位移的时间。


6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述程序指令可进一步执行，用于确定至少一个新的零点交叉是否已经发生；并且其中，所述轴的角位移时间包括当前时间戳值扣除先前完整角位移时间戳值。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述先前角位移和所述当前角位移之间的速度变化包括当前角位移最后通过的速度扣除所述当前角位移的速度。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述加速度包括以下之间的比：
速度变化；与
最新时间戳值和最后通过时间戳值之间的差。


9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述加速度包括以下之间的比：
速度变化；与
平均角位移时间的实际值和最后通过值之间的差。


10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述程序指令可进一步执行成用于：
从缓冲向量中减去最小时间戳；以及
通过n个时间戳来确定二阶多项式的最小二乘逼近，以接收系数向量，所述二阶多项式由Ɵ(t)=at2+bt+c限定；并且
其中，基于所述系数向量的系数来确定所述轴在所述最新时间戳处的加速度，所述轴在所述最新时间戳处的加速度包括2*a。


11.一种确定发动机的加速度的计算机实现的方法，所述方法包括：
由处理器获得零点交叉时间戳并将其存储在缓存中，所述零点交叉时间戳对应于与所述发动机相关联的轴的角位移并且使用角位移测量设...

【专利技术属性】
技术研发人员：M孔恰托里，G谬尼尔，
申请(专利权)人：普拉特惠特尼加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA