一种改善涡扇发动机喷口控制品质的方法与流程

    技术2025-08-09  13


    本申请属于航空发动机控制领域,特别涉及一种改善涡扇发动机喷口控制品质的方法。


    背景技术:

    1、航空涡扇发动机全权限数控系统是发动机的重要组成部分,主要实现发动机的所有控制功能,保证发动机的稳态、动态性能指标。涡扇发动机控制系统中喷口控制尤为重要,喷口控制品质直接影响发动机推力的变化,同时也会影响发动机的工作裕度,因此需要对喷口的控制品质进行研究和改进,确保发动机的推力无明显波动,确保发动机工作的安全。

    2、某型发动机在地面试车及空中试飞过程中,出现喷口面积和低压转子转速n1摆动的问题,因涡扇发动机气动联系,喷口控制摆动会影响发动机低压转速n1的波动,而控制规律中n1变化会导致喷口的规律变化,因此出现喷口和n1耦合摆动,无法满足发动机的指标要求,出现摆动量较大时,会引起发动机推力的大幅变化。

    3、现有发动机喷口的控制主要采用发动机低压转子转速n1作为控制输入,按照相应的控制计划对喷口进行控制,当发动机n1出现波动时,喷口控制目标值会随着变化,因此数字电子控制器计算输出指令给执行机构,使得喷口按照控制目标值进行改变,这样会导致喷口也随之摆动,而根据涡扇发动机的气动联系,喷口的波动会影响发动机外涵的气流,通过外涵气流的变化进而影响发动机低压转子转速n1波动,造成发动机n1和喷口出现耦合摆动,因此目前通过调整发动机控制参数进行解决,避免喷口出现波动,带来了维护成本较大。


    技术实现思路

    1、为了解决上述问题,本申请提供了一种改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,包括:

    2、步骤s1:通过传感器采集的低压转子转速n1、发动机进口总温t1计算低压转子换算转速n1r;

    3、步骤s2:根据低压转子换算转速n1r计算当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1;

    4、步骤s3:当|a8dem-n1-a8dem0|≥△时,a8dem=a8dem-n1,否则a8dem=a8dem0;其中,a8dem为当前周期喷口直径期望值最终值,a8dem0为上一周期喷口直径期望值最终值,△为设定值。

    5、优选的是,低压转子换算转速n1r的计算公式包括:

    6、

    7、优选的是,当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1具体获取方法包括:

    8、分别计算出多个低压转子换算转速n1r对应的当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1;

    9、拟合得到低压转子换算转速n1r与当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1的特征曲线;

    10、基于特征曲线插值得到任意低压转子换算转速n1r对应的当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1。

    11、优选的是,△的取值范围为3~200。

    12、优选的是,△取值10mm。

    13、优选的是,当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1根据当前发动机控制规律计算得出。

    14、本申请的优点包括:本申请通过当前计算的喷口直径与前一周期计算的喷口直径出现较小变化时,保持喷口控制目标值不变化,即通过喷口变化量对n1影响的变化量进行补偿,避免发动机低压转子转速n1和喷口出现耦合摆动,改善发动机的控制品质。



    技术特征:

    1.一种改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,低压转子换算转速n1r的计算公式包括:

    3.如权利要求1所述的改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1具体获取方法包括:

    4.如权利要求1所述的改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,△的取值范围为3~200。

    5.如权利要求1所述的改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,△取值10mm。

    6.如权利要求1所述的改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,其特征在于,当前周期喷口直径期望值计算值a8dem-n1根据当前发动机控制规律计算得出。


    技术总结
    本申请属于航空发动机控制领域,特别涉及一种改善涡扇发动机喷口控制品质的方法,步骤S1:通过传感器采集的低压转子转速N1、发动机进口总温T1计算低压转子换算转速N1r;步骤S2:根据低压转子换算转速N1r计算当前周期喷口直径期望值计算值A8Dem‑N1;步骤S3:当|A8Dem‑N1‑A8Dem0|≥△时,输出当前计算值,否则沿用前一周期值。本申请通过当前计算的喷口直径与前一周期计算的喷口直径出现较小变化时,保持喷口控制目标值不变化,即通过喷口变化量对N1影响的变化量进行补偿,避免发动机低压转子转速N1和喷口出现耦合摆动,改善发动机的控制品质。

    技术研发人员:庞昊宇,李利,童岩鹏,苏东旭,杨世云
    受保护的技术使用者:中国航发沈阳发动机研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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