一种电动燃油泵复合控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电动燃油泵复合控制方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种电动燃油泵复合控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电动燃油泵复合控制方法。

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。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。
[0004]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。
[0005]但是，现有技术中单一采用开环控制方案或闭环控制方案的控制方案下，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和进出口压差变化所带来的扰动问题，流量控制精度不高；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复合控制方法，该电动燃油泵复合控制方法将开环控制和闭环控制进行结合，有效利用开环控制的快速性和闭环控制的准确性，从而同时保证快响应和高精度，开环控制起主导作用，保证燃油流量供应的快速性，闭环控制起修正作用，逐步修正燃油流量误差，提高流量控制精度。
[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复合控制方法，包括如下步骤：
[0009]①
初始化：电动燃油泵工作，点火发动机，从总控接收当前时刻kT的燃油质量流量设定值Q
M
‑
real
(k)；
[0010]②
获取传感读值：从密度传感器测量并获取燃油密度ρ(k)，并计算得到燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)；
[0011]③
计算开环控制量：从电动燃油泵的进口和出口处的压力传感器读值进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)，根据燃油密度ρ(k)、燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)、进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)计算得到开环设定转速N
open
(k)；
[0012]④
计算闭环控制量：根据PID计算闭环控制量ΔN(k)；
[0013]⑤
计算转速偏差：根据开环设定转速N
open
(k)和实际转速N
real
(k)计算转速偏差|ε(k)|；
[0014]⑥
输出控制：根据转速偏差|ε(k)|是否小于预设值，小于则向电动燃油泵的驱动器写入开环设定转速N
open
(k)，否则写入闭环控制量ΔN(k)，写入后返回至步骤
②
进入下一控制周期。
[0015]所述转速偏差|ε(k)|采用如下方式计算：
[0016][0017]其中，N
open
(k)为开环设定转速，N
real
(k)为实际转速。
[0018]所述预设值为2％。
[0019]所述闭环控制量ΔN(k)采用如下方式计算：
[0020]ΔN(k)＝K
p
·
{e(k)
‑
e(k
‑
1)}+K
i
·
e(k)+K
d
·
{e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2)}。
[0021]所述燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)通过如下方式计算得到：
[0022][0023]其中，ρ(k)为燃油密度，Q
M
‑
real
(k)为燃油质量流量设定值。
[0024]所述开环设定转速N
open
(k)通过如下方式计算得到：
[0025]N
open
(k)＝c1+c2Q
V
‑
real
(k)+c3Δp(k)+c4Q
V
‑
real
(k)
·
Δp(k)+c5Δp(k)2+c6Q
V
‑
real
(k)2[0026]Δp(k)＝p
out
(k)
‑
p
in
(k)
[0027]其中，ρ(k)为燃油密度、Q
V
‑
real
(k)为燃油体积流量、P
in
(k)为进口压力，P
out
(k)为出口压力，c1、c2、c3、c4、c5、c6均为拟合系数。
[0028]所述拟合系数c1、c2、c3、c4、c5、c6通过测试数据建模计算得出。
[0029]所述密度传感器为振筒式密度传感器。
[0030]本专利技术的有益效果在于：响应快，开环控制的输出结果，用于快速电动燃油泵转速，使得实际燃油质量流量迅速达到目标燃油质量流量附近，保证了流量响应的快速性；控制精度高，闭环控制的输出结果，用于精确修正燃油质量流量偏差，依据流量偏差逐步调整转速并修正实时燃油质量流量，保证了流量控制的准确性；抗干扰性强，实时采集密度、燃油泵进口压力、燃油泵出口压力，同时加上拟合的多项式公式，可以提前补偿密度变化，压力变化，设定值变化等扰动的影响。进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动燃油泵复合控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
①
初始化：电动燃油泵工作，点火发动机，从总控接收当前时刻kT的燃油质量流量设定值Q
M
‑
real
(k)；
②
获取传感读值：从密度传感器测量并获取燃油密度ρ(k)，并计算得到燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)；
③
计算开环控制量：从电动燃油泵的进口和出口处的压力传感器读值进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)，根据燃油密度ρ(k)、燃油体积流量Q
V
‑
real
(k)、进口压力P
in
(k)和出口压力P
out
(k)计算得到开环设定转速N
open
(k)；
④
计算闭环控制量：根据PID计算闭环控制量ΔN(k)；
⑤
计算转速偏差：根据开环设定转速N
open
(k)和实际转速N
real
(k)计算转速偏差|ε(k)|；
⑥
输出控制：根据转速偏差|ε(k)|是否小于预设值，小于则向电动燃油泵的驱动器写入开环设定转速N
open
(k)，否则写入闭环控制量ΔN(k)，写入后返回至步骤
②
进入下一控制周期。2.如权利要求1所述的电动燃油泵复合控制方法，其特征在于：所述转速偏差|ε(k)|采用如下方式计算：其中，N
open
(k)为开环设定转速，N
real
(k)为实际转速。3.如权利要求1所述的电动燃油泵复合控制方法，其特征在于：所述预设值为2％。4.如权利要求1所述的电动燃油泵复合控制方法，其特征在于：所述闭环控制量ΔN(k)采用如下方式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹力，吴文坤，施道龙，卓亮，邹继斌，胡岩，安南禹，
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：