一种针对航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法制造技术

本发明专利技术公开了一种航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，航空发动机温度传感器双冗余设计的的计算方法，包括步骤：S1、两个温度传感器信号采集及处理转换成物理值；S2、两路信号进行选优处理；S3、双冗余温度传感器故障诊断；S4、故障后处理；S5、仿真测试；S6、实测验证。航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，可以支持两个温度传感器信号处理并进行比较和选优，在单个传感器故障后进行处理后使用无故障的传感器信号，在两个传感器均故障后根据发动机运行工况和使用环境反推当前理论温度作为发动机控制的参数。温度作为发动机控制的参数。温度作为发动机控制的参数。

【技术实现步骤摘要】
一种针对航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法


[0001]本专利技术属于航空发动机
，具体地说，本专利技术涉及一种针对航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法。

技术介绍

[0002]航空发动机的温度值是监控发动机运行状况及计算喷油、点火的主要参考。温度传感器只是检测部件不是控制部件，当单个或双冗余设计的温度传感器的损坏时，对故障后处理计算得当可以保证发动机持续运转并输出动力。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，该算法支持两个温度传感器信号处理并进行比较和选优，在单个传感器故障后进行处理后使用无故障的传感器信号，在两个传感器均故障后根据发动机运行工况和使用环境反推当前理论温度作为发动机控制的参数。这种控制思路可以拓展到温度传感器双冗余设计的其它系统。
[0004]一种航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，在双温度传感器布置下，当单个温度传感器故障后使用另外一个传感器温度并报出单个传感器故障，两个均故障进行故障预警并保证发动机以一定的动力输出，确保不会因为温度传感器故障导致发动机无动力输出而导致飞机摔机。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：航空发动机温度传感器双冗余设计的的计算方法，包括步骤：
[0006]S1、两个温度传感器信号采集及处理转换成物理值；
[0007]S2、两路信号进行选优处理；
[0008]S3、双冗余温度传感器故障诊断；
[0009]S4、故障后处理；
[0010]所述的航空发动机温度传感器双冗余设计控制还包括步骤：
[0011]S5、仿真测试；
[0012]S6、实测验证。
[0013]所述步骤S5包括：
[0014]S501、建立仿真模型，实现发动机温度输出的计算；
[0015]S502、数据预设；
[0016]S503、进行仿真验证。
[0017]S503中，进行仿真验证时，主要包括软件在环(MATLAB仿真测试)，验证两路传感器信号处理后进行选优，在一路传感器故障后使用另一路正常的温度传感器输出值，两路均故障后使用替代值，替代值基于发动机当前运行工况和使用环境对温度的影响进行反推计算，其中替代值的基础数据基于各工况下实测的温度值填写。
[0018]所述步骤S503中，包括以下：
[0019]步骤一、传感器信号处理：将温度传感器采集的模拟信号通过传感器特性曲线(由传感器供应商提供)转换成物理值(摄氏度)。
[0020]步骤二、两路温度值选优：选优方式由传感器布置决定，该专利技术支持人为选择(使用选择开关实现)、两者最大值和两者最小三种选择方式。
[0021]根据发动机布置选择选优方案，方案如下：
[0022]如果是为检测一处的温度，通过开关人为选择最靠近检测处的温度传感器作为计算的默认值；
[0023]如果为分别检测发动机两处的温度，要进行以下区分：
[0024]①
基于对零部件的保护温度选取考虑到发动机本体材料一致需要选择两者的最高温度作为参考温度；
[0025]②
基于分缸检测，如果两缸公用同一个喷油器为保证发动机输出动力选择两个温度的最低温度，如果两缸分别使用喷油器，则使用对应的温度传感器作为喷油量计算的参考因素。
[0026]通过将最大和最小的值存储到数组内，在控制算法中通过标定量自行匹配。
[0027]步骤三、传感器故障诊断：传感器故障诊断分电路诊断和合理性诊断。电路诊断基于传感器电压值进行诊断分为短电源、短地和开路故障。合理性诊断先基于两个传感器温度值，偏差在合理范围认为无合理性故障；偏差超过合理范围需要根据当前工况的理论值判别是哪个传感器出现异常。
[0028]步骤四、故障后处理：
[0029]检测到单个温度传感器故障：报该传感器故障，并对故障传感器输出的温度值进行处理切换到无故障的传感器温度输出值；
[0030]检测到双温度传感器故障：报各自传感器故障，并对故障传感器输出的温度值进行处理切换到温度理论值；
[0031]温度理论值计算：本专利技术只说明设计原理，在标准环境下可以根据不同工况下发动机转速和负荷实测出各工况下的发动机温度，建立三维表格发动机转速和负荷作为查表输入，理论温度作为输出。根据进气温度对发动机温度的影响使用二维表实现，用叠加的方式修正到发动机温度；同一个进气温度由于不同海拔下的空气密度不同导致散热不同，海拔高度对发动机的影响使用系数的方式修正到温度计算，系数大小通过二维表实现。
[0032]所述步骤S6包括：
[0033]S601、实验准备：搭载双温度传感器的发动机、发动机控制器、桨台试验台用于更换工况、带有通讯设备的电脑用来监控发动机状态、发动机温度和故障信心；
[0034]S602、模拟发动机在使用过程中的工况，上电、正常运行的各工况，油门0％(怠速)、20％、40％、60％、80％、100％，每个点记录发动机实际温度变化采集数据后回怠速，发动机停机；
[0035]本专利技术的有益效果：航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，可以支持两个温度传感器信号处理并进行比较和选优，在单个传感器故障后进行处理后使用无故障的传感器信号，在两个传感器均故障后根据发动机运行工况和使用环境反推当前理论温度作为发动机控制的参数。
[0036]以下将结合附图和实施例，对本专利技术进行较为详细的说明。
附图说明
[0037]图1是本专利技术的功能设计流程图；
[0038]图2是本专利技术航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法流程图；
[0039]图3是本专利技术螺旋桨试验台。
[0040]图中：1.试验台框架、2.滑轨机构、3.连接背板、4.数据采集模块、5.扭矩传感器、6.拉压力传感器、7.数据采集箱。
具体实施方式
[0041]申请文本中术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0043]实施例1，如图1所示，如图1所示，本专利技术提供了一种航空发动机温度传感器双冗余设计的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，其特征在于：包括步骤：S1、两个温度传感器信号采集及处理转换成物理值；S2、两路信号进行选优处理；S3、双冗余温度传感器故障诊断；S4、故障后处理；S5、仿真测试；S6、实测验证。2.如权利要求1所述的航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，其特征在于：所述步骤S5包括：S501、建立仿真模型，实现发动机温度输出的计算；S502、数据预设；S503、进行仿真验证。3.如权利要求2所述的航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，其特征在于：S503中，进行仿真验证时，主要包括软件在环(MATLAB仿真测试)，验证两路传感器信号处理后进行选优，在一路传感器故障后使用另一路正常的温度传感器输出值，两路均故障后使用替代值，替代值基于发动机当前运行工况和使用环境对温度的影响进行反推计算，其中替代值的基础数据基于各工况下实测的温度值填写。4.如权利要求2所述的航空发动机温度传感器双冗余设计的控制算法，其特征在于：所述步骤S503中，包括以下：步骤一、传感器信号处理：将温度传感器采集的模拟信号通过传感器特性曲线(由传感器供应商提供)转换成物理值(摄氏度)步骤二、两路温度值选优：选优方式由传感器布置决定，支持人为选择(使用选择开关实现)、两者最大值和两者最小三种选择方式；根据发动机布置选择选优方案，方案如下：如果是为检测一处的温度，通过开关人为选择最靠近检测处的温度传感器作为计算的默认值；如果为分别检测发动机两处的温度，要进行以下区分：
①
基于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：任黎霞，郭靖，侯建英，俞厚生，
申请(专利权)人：安徽砺德特种动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：