一种基于主-从和bang-bang控制的组合喷管协同控制方法技术

本申请属于航空发动机变量控制领域，特别涉及一种基于主

【技术实现步骤摘要】
一种基于主
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从和bang
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bang控制的组合喷管协同控制方法


[0001]本申请属于航空发动机变量控制领域，特别涉及一种基于主
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从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，轴对称矢量喷管、二元推力矢量喷管和单边膨胀二元喷管的技术日趋成熟，大大缩短了中国在航空发动机领域与世界先进水平的差距。随着国内对空天战略飞机推进系统的需求越来越迫切，使得组合喷管逐步成为国内研究的热点，如图1所示，7截面为组合喷管涡轮基通道进口；8截面为组合喷管涡轮基通道喉部。组合喷管新结构形式对控制系统的研制产生了极大的挑战。组合喷管控制主要包括组合喷管控制器、涡轮前调板控制装置、涡轮后调板控制装置、冲压调板控制装置、涡轮前调板液压作动筒、涡轮后调板液压作动筒、冲压调板液压作动筒，电缆等。组合喷管控制系统为比较典型的位置伺服系统，控制对象为各个回路作动筒的位移，其中涡轮前调板作动筒和涡轮后调板为相互独立的控制回路，以保证喷口喉部面积按控制计划调节。
[0003]在涡轮基喷管单独工作阶段和组合动力共同工作阶段，涡轮基前调板和后调节板在8截面引射缝隙宽度不大于控制计划，且不能互相碰磨。
[0004]目前航空发动机领域是独立控制涡轮前调板、涡轮后调板和冲压跳板各回路作动筒位移的控制方案。控制回路架构如图2所示，在这种架构下，涡轮前调板作动筒和涡轮后调板作动筒在涡轮发动机工作时无协同控制功能，极端情况下，涡轮前调板和涡轮后调板还会出现碰磨，影响组合动力正常工作。
[0005]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供了一种主
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从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0007]本申请的技术方案是：
[0008]一种基于主
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从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方法，包括：
[0009]步骤一、获取Pit闭环控制目标值Pit_dem以及发动机压力传感器采集到的发动机落压比P
31
/P6，计算Pit闭环控制目标值Pit_dem与发动机落压比P
31
/P6的差值，得到Pit控制偏差，根据PID算法得到涡轮前调板面积控制目标值A
81
_dem；
[0010]步骤二、获取发动机位移传感器采集到的涡轮前调板作动筒位移LA
81
，结合作动筒与面积对应关系计算出涡轮前调板面积反馈值A
81
；
[0011]步骤三、计算所述涡轮前调板面积控制目标值A
81
_dem与所述涡轮前调板面积反馈值A
81
的差值，得到A
81
控制偏差，根据PI算法得到涡轮前调板控制回路电流初值IA
81
_dem0；
[0012]步骤四、获取主、从控制偏差计划值DA8Dem，将所述主、从控制偏差计划值DA8Dem与所述涡轮前调板面积反馈值A
81
求和，得到涡轮后调板面积控制目标值A
82
_dem；
[0013]步骤五、获取发动机位移传感器采集到的涡轮后调板作动筒位移LA
82
，结合作动筒与面积对应关系计算出涡轮后调板面积反馈值A
82
；
[0014]步骤六、计算所述涡轮后调板面积控制目标值A
82
_dem与所述涡轮后调板面积反馈值A
82
的差值，得到A
82
控制偏差，根据PI算法得到涡轮后调板控制回路电流初值IA
82
_dem0；
[0015]步骤七、计算所述涡轮前调板面积反馈值A
81
与所述涡轮后调板面积反馈值A
82
的差值DA8，当DA8大于等于DA8_H时，差值输出DA8_H，当DA8小于DA8_L，差值输出DA8_L，当DA8大于等于DA8_L且小于DA8_H时，差值输出DA8；
[0016]当DA8小于等于DA8_L时，涡轮前调板控制回路电流开环输出IA
81
_max，当DA8大于DA8_L时，涡轮前调板控制回路电流开环输出IA
81
_dem0；
[0017]当DA8小于等于DA8_L时，涡轮后调板控制回路电流开环输出IA
82
_min，当DA8大于DA8_L时，涡轮后调板控制回路电流开环输出IA
82
_dem0；
[0018]通过涡轮前调板控制回路电流值驱动涡轮前调板控制阀输出的流量，实现对涡轮前调板作动筒位移LA
81
的控制；
[0019]通过涡轮后调板控制回路电流值驱动涡轮后调板控制阀输出的流量，实现对涡轮后调板作动筒位移LA
82
的控制。
[0020]在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，所述根据PID算法得到涡轮前调板面积控制目标值A
81
_dem为：
[0021][0022]其中，k
p
为比例系数，T
i
为积分常数，T
D
为微分常数。
[0023]在本申请的至少一个实施例中，步骤三中，所述根据PI算法得到涡轮前调板控制回路电流初值IA
81
_dem0为：
[0024][0025]其中，k
p
为比例系数，T
i
为积分常数。
[0026]在本申请的至少一个实施例中，步骤六中，所述根据PI算法得到涡轮后调板控制回路电流初值IA
82
_dem0为：
[0027][0028]其中，k
p
为比例系数，T
i
为积分常数。
[0029]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0030]本申请的基于主
‑
从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方法，通过主
‑
从与bang
‑
bang控制结合实现涡轮基喷管前调板和后调板两独立回路协同控制和防碰撞控制。
附图说明
[0031]图1是组合喷管主要气动截面示意图；
[0032]图2是现有技术中控制回路架构示意图；
[0033]图3是本申请一个实施方式的基于主
‑
从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方
法流程图。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主
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从和bang
‑
bang控制的组合喷管协同控制方法，其特征在于，包括：步骤一、获取Pit闭环控制目标值Pit_dem以及发动机压力传感器采集到的发动机落压比P
31
/P6，计算Pit闭环控制目标值Pit_dem与发动机落压比P
31
/P6的差值，得到Pit控制偏差，根据PID算法得到涡轮前调板面积控制目标值A
81
_dem；步骤二、获取发动机位移传感器采集到的涡轮前调板作动筒位移LA
81
，结合作动筒与面积对应关系计算出涡轮前调板面积反馈值A
81
；步骤三、计算所述涡轮前调板面积控制目标值A
81
_dem与所述涡轮前调板面积反馈值A
81
的差值，得到A
81
控制偏差，根据PI算法得到涡轮前调板控制回路电流初值IA
81
_dem0；步骤四、获取主、从控制偏差计划值DA8Dem，将所述主、从控制偏差计划值DA8Dem与所述涡轮前调板面积反馈值A
81
求和，得到涡轮后调板面积控制目标值A
82
_dem；步骤五、获取发动机位移传感器采集到的涡轮后调板作动筒位移LA
82
，结合作动筒与面积对应关系计算出涡轮后调板面积反馈值A
82
；步骤六、计算所述涡轮后调板面积控制目标值A
82
_dem与所述涡轮后调板面积反馈值A
82
的差值，得到A
82
控制偏差，根据PI算法得到涡轮后调板控制回路电流初值IA
82
_dem0；步骤七、计算所述涡轮前调板面积反馈值A
81
与所述涡轮后调板面积反馈值A
82
的差值DA8，当DA8大于等于DA8_H时，差值输出DA8_H，当DA8小于DA8_L，差值输出DA8...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，王钊，哈菁，李利，苏东旭，段勉，王日平，刘凯，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：