一种电动燃油泵前馈控制方法技术

本发明专利技术提供的一种电动燃油泵前馈控制方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种电动燃油泵前馈控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电动燃油泵前馈控制方法。

技术介绍

[0002]中小型涡轮喷气发动机广泛应用于各类飞行器的动力系统，而这类发动机需要增压泵等组件提供燃油。燃油泵就是燃油供应系统的核心组件，用于燃油的增压和流量调控。电动燃油泵区别于传统的液压控制燃油泵，其运行通过控制电机转速，调节燃油流量，因此没有复杂的液压系统和传动组件，具有简单可靠，质量轻便，控制灵活等特点。本专利所指的电动燃油泵是齿轮泵，和传统液压齿轮泵相比，可以采用控制器对电机的转速实现开环或闭环控制，最终实现调节流量的目的。
[0003]电动泵燃油泵的流量控制方案主要可以分为开环控制和闭环控制。
[0004]开环控制方案是根据温度传感器测得的燃油温度，通过公式换算得到燃油密度；再利用燃油密度和目标燃油质量流量得到待设定的燃油体积流量；然后通过上游和下游的压力传感器得到电动泵的进口和出口之间的压力差。最后利用实验拟合得到的公式，代入压力差和体积流量，得到所需电动泵转速。将逐步计算得到的所需电动泵转速写入控制器，电动燃油泵依据设定转速运行，即可得到所需的燃油流量。开环控制方案的响应速度快，实时性强，但无法保证设定值变化，密度变化和进出口压差变化所带来的扰动问题，流量控制精度不高。
[0005]闭环控制方案是依旧当前燃油温度，将设定的质量流量转为设定体积流量；再通过涡轮流量计得到当前的实时体积流量；将设定体积流量与实时体积流量作差，得到流量控制偏差；通过流量控制偏差，逐步调整电动燃油泵转速，从而实现燃油流量的精确控制。闭环控制方案是通过流量反馈，实时调整电动燃油泵转速，控制精度高，抗干扰能力强，但无法同时保证快响应和高精度。因为转速是依据流量偏差进行反馈的，流量传感器的响应时间慢，因此存在时间滞后问题，实时响应性不够。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动燃油泵前馈控制方法，该电动燃油泵前馈控制方法可以依据燃油流量设定值和进出口压力差，实时更新发动机转速，有效抑制燃料流量设定值变化和进口压差变化所带来的扰动，具有响应特性优于闭环控制方案，控制精度优于开环控制方案，兼具高精度和快响应的特点，可以更好地满足电动燃油泵的流量供给需求。
[0007]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0008]本专利技术提供的一种电动燃油泵前馈控制方法，包括如下步骤：
[0009]①
获取设定值：接收飞行器总控制器传输的当前时刻kT的燃油质量流量设定值Q
M
‑
real
(k)；
[0010]②
计算流量：从密度传感器实时测量并获取燃油密度ρ(k)，计算得到燃油体积流
量Q
V
‑
real
(k)；
[0011]③
获取压差：从两个压力传感器实时测量得到电动燃油泵的进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)，计算进出口压差Δp(k)；
[0012]④
计算设定转速：根据燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)和进出口压差Δp(k)计算设定转速N(k)；
[0013]⑤
计算增量：根据设定转速N(k)，在转速的最大增加量N
max+
和转速的最大减小量N
max
‑
之间计算转速增量ΔN(k)；
[0014]⑥
写入控制：将转速增量ΔN(k)写入电机控制器，然后返回至步骤
①
。
[0015]所述燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)通过如下方式计算：
[0016][0017]其中，Q
M
‑
real
(k)为燃油质量流量设定值，ρ(k)为燃油密度。
[0018]所述密度传感器为振筒式密度传感器。
[0019]所述设定转速N(k)通过如下方式计算得到：
[0020]N(k)＝c1+c2Q
V
‑
real
(k)+c3Δp(k)+c4Q
V
‑
real
(k)
·
Δp(k)+c5Δp(k)2+c6Q
V
‑
real
(k)2[0021]其中，c1、c2、c3、c4、c5、c6为多项式系数，Q
V
‑
real
(k)为燃油体积流量，Δp(k)为进出口压差。
[0022]所述燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)通过如下方式计算得到：
[0023][0024]其中，Q
M
‑
real
(k)为燃油质量流量设定值，ρ(k)为燃油密度。
[0025]所述转速增量ΔN(k)通过如下方式计算得到：
[0026]ΔN(k)＝N(k)
‑
N
real
(k
‑
1)
[0027][0028]其中，N(k)为设定转速，N
max+
为转速的最大增加量，N
max
‑
为转速的最大减小量，N
real
(k
‑
1)为实时发动机转速。
[0029]所述多项式系数c1、c2、c3、c4、c5、c6通过试验数据拟合得到。
[0030]所述转速的最大增加量N
max+
和转速的最大减小量N
max
‑
根据电动燃油泵的固有特性确定，为电动燃油泵在每一控制周期内转速可变量。
[0031]本专利技术的有益效果在于：由于压力传感器和密度传感器的响应时间远远小于流量传感器，因此控制器设定的控制周期可以更小，流量响应时间更快，在密度、压力，设定值变化等扰动产生后，流量作为被控量仍未变化前，控制器就已作出反应，及时调整电动泵转速，补偿扰动作用对被控量的影响，响应迅速，不受系统滞后影响，具有快响应的特点；将密度、压力差等物理量作为变量代入公式，考虑了密度变化，压力变化，设定值变化的影响，因
此，实时流量值可以精确跟踪流量设定值的变化，具有高精度的特点；无需大量实验进行参数调试。通过使用事先测定好的参数，直接进行多项式拟合，得到流量与转速，密度，压力差的关系，直接编写程序，流程快，无需使用价格昂贵的流量传感器，成本低。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0033]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示的一种电动燃油泵前馈控制方法，包括如下步骤：
[0036]①
获取设定值：接收飞行器总控制器传输的当前时刻kT的燃油质量流量设定值Q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动燃油泵前馈控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
①
获取设定值：接收飞行器总控制器传输的当前时刻kT的燃油质量流量设定值Q
M
‑
real
(k)；
②
计算流量：从密度传感器实时测量并获取燃油密度ρ(k)，计算得到燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)；
③
获取压差：从两个压力传感器实时测量得到电动燃油泵的进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)，计算进出口压差Δp(k)；
④
计算设定转速：根据燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)和进出口压差Δp(k)计算设定转速N(k)；
⑤
计算增量：根据设定转速N(k)，在转速的最大增加量N
max+
和转速的最大减小量N
max
‑
之间计算转速增量ΔN(k)；
⑥
写入控制：将转速增量ΔN(k)写入电机控制器，然后返回至步骤
①
。2.如权利要求1所述的电动燃油泵前馈控制方法，其特征在于：所述燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)通过如下方式计算：其中，Q
M
‑
real
(k)为燃油质量流量设定值，ρ(k)为燃油密度。3.如权利要求1所述的电动燃油泵前馈控制方法，其特征在于：所述密度传感器为振筒式密度传感器。4.如权利要求1所述的电动燃油泵前馈控制方法，其特征在于：所述设定转速N(k)通过如下方式计算得到：N(k)＝c1+c2Q

【专利技术属性】
技术研发人员：曹力，施道龙，吴文坤，卓亮，王泊涵，邹继斌，徐永向，
申请(专利权)人：贵州航天林泉电机有限公司，
类型：发明
国别省市：