反馈回来，与机匣温度目标值进行求差的运算，差值进入机匣温度控制器后进行运算，输出体现阀门开度的位置调整值。伺服控制机构根据机匣温度控制器的输出对放气阀门开度进行调整，改变冲击到高压涡轮机匣的冷却气流量。机匣温度控制器可采用但不限于PID算法、改进PID算法或LQR算法等。
[0142]在航空发动机过渡态下采用开环控制器进行开环控制。图8中示出了机匣温差(也可以替换成其他与机匣温差相关的发动机性能参数或由发动机性能参数计算出的参数)与开度的对应曲线图，每条曲线对应于不同的发动机转子转速(NI或N2)，该曲线图可预先通过多次试验或仿真获得，开环控制器可以根据当前的发动机转子转速选择对应的曲线，然后再根据坐标横轴上的机匣温度差值(即机匣温差)查询该曲线，确定坐标纵轴上对应的体现阀门开度的位置调整值，伺服控制机构则根据开环控制器的输出对放气阀门开度进行调整，改变冲击到高压涡轮机匣的冷却气流量。这样就达到了快速开启或关闭放气阀门的效果，消除温度传感器与传热时滞的影响。
[0143]图8中还有切换元件SWITCH，能够基于N2来判断航空发动机的当前状态，从而将对应的控制器输出接到伺服控制机构。如果开环控制器和闭环控制器采用增量式控制方式，则可在图8的SWITCH和伺服控制机构之间增加累加器。
[0144]前面提到闭环控制中用到的机匣温度目标值可利用一些已知的数学模型来协助计算，例如图9所示的以航空发动机性能参数N1、N2、T0、T25、T3、EGT、P3、P5等作为输入量的涡轮间隙模型和涡轮机匣温度模型，这两个模型可以通过运算分别输出用于运算间隙差值和机匣温度目标值。而这些数学模型的建立均可利用多次试验或仿真来实现，无需考虑HPTACC的影响，涡轮间隙模型和涡轮机匣温度模型根据模型精度的不同可选择线性或非线性的模型。间隙控制差值与机匣温度差值的关系通过N2查询预设的间隙控制差值与机匣温度差值曲线图或表而获得，该图或表可以预先通过多次试验或仿真获得。
[0145]在上面图6-图9各部分说明的基础上，通过图10对本发明主动间隙控制方法具体实例应用到HPTACC系统的实现流程进行说明。
[0146]根据发动机转速传感器所提供的转速信号，可以判断是否开启间隙控制，如果需要开启则进一步判断是否处于稳态飞行过程，如果处于稳态，则选用闭环控制器进行控制，如果未处于稳态，即处于过渡态，则选用开环控制器进行控制，在控制过程中，闭环控制器还会对开环控制器进行伺服位置计划修正，以适应航空发动机性能退化所带来的涡轮间隙恶化。
[0147]无论是开环控制器还是闭环控制器将输出结果提供给伺服控制机构后，通过体现开度的阀门位置调整，改变冲击高温涡轮机匣的冷却空气的流量，从而使涡轮间隙向着期望的方向调整，而闭环控制器还会根据高温涡轮机匣处的温度传感器的反馈值进行闭环控制。
[0148]本发明也提供了能够实现发明目的的多个主动间隙控制系统的示意性实施例。如图11所示，为本发明主动间隙控制系统的第一实施例的结构示意图。在本实施例中，主动间隙控制系统，包括:闭环控制单元4、开环控制单元3、发动机状态判断单元I和控制过程选择单元2。其中，闭环控制单元4用于通过闭环控制器实现基于间隙相关参数调节影响涡轮间隙的执行机构的闭环控制过程。开环控制单元3用于通过开环控制器实现基于所述间隙相关参数调节所述执行机构的开环控制过程。发动机状态判断单元I用于判断航空发动机所处的当前状态。控制过程选择单元2用于在所述发动机状态判断单元I确定所述航空发动机处于稳态时，选用所述闭环控制单元4实现的闭环控制过程，在所述发动机状态判断单元I确定所述航空发动机处于过渡态时，选用所述开环控制单元3实现的开环控制过程。
[0149]在本实施例中，间隙相关系数可选择涡轮机匣温度、高压转子转速或低压涡轮出口压力。而执行机构可采用冷空气伺服活门，所述冷空气伺服活门的控制量为对应于伺服活门开度的位置调整量。
[0150]闭环控制器和开环控制器可以采用位置式控制形式或增量式控制形式。对于均采用位置式控制形式的闭环控制器和开环控制器，闭环控制单元可以具体包括:
[0151]差值计算单元，用于根据所述间隙相关参数的目标值和所述间隙相关参数的传感器实测信号值计算所述间隙相关参数的差值；
[0152]第一闭环控制器，用于接收所述差值计算单元输入的所述间隙相关参数的差值，并根据所述间隙相关参数的差值向所述执行机构提供位置调整量，以便所述执行机构对所述涡轮间隙进行调整。
[0153]而开环控制单元则可具体包括:
[0154]第一开环控制器，用于接收所述间隙相关参数的变化量和所述航空发动机性能参数的传感器实测信号值，并根据所述间隙相关参数的变化量和所述航空发动机性能参数的传感器实测信号值向所述执行机构提供位置调整量，以便所述执行机构对所述涡轮间隙进行调整。
[0155]对于均采用增量式控制形式的闭环控制器和开环控制器，闭环控制单元可以具体包括:
[0156]差值计算单元，用于根据所述间隙相关参数的目标值和所述间隙相关参数的传感器实测信号值计算所述间隙相关参数的差值；
[0157]累加器，用于通过累加位置调整增量向所述执行机构提供位置调整量，以便所述执行机构对所述涡轮间隙进行调整；
[0158]第二闭环控制器，用于接收所述差值计算单元输入的所述间隙相关参数的差值，并根据所述间隙相关参数的差值按周期向所述累加器输出所述位置调整增量。
[0159]而开环控制单元则可以具体包括:
[0160]累加器，用于通过累加位置调整增量向所述执行机构提供位置调整量，以便所述执行机构对所述涡轮间隙进行调整；
[0161]第二开环控制器，用于接收所述间隙相关参数的变化量和所述航空发动机性能参数的传感器实测信号值，并根据所述间隙相关参数的变化量和所述航空发动机性能参数的传感器实测信号值按周期向所述累加器输出所述位置调整增量。
[0162]在上述两类闭环控制单元中差值计算单元所用的间隙相关参数的目标值可以由所述涡轮间隙的预设控制目标值和所述航空发动机性能参数的传感器实测信号值确定。
[0163]对于均采用位置式控制形式的闭环控制器和开环控制器的实施例来说，发动机状态判断单元可以具体包括:
[0164]加速度确定单元，用于根据所述航空发动机的转速传感器实测信号值确定旋转加速度；
[0165]第一稳态系数比较单元，用于根据所述旋转加速度确定当前的稳态系数，并通过比较所述当前的稳态系数和预设的稳定阈值来判断所述航空发动机所处的当前状态。
[0166]而对于均采用增量式控制形式的闭环控制器和开环控制器的实施例来说，发动机状态判断单元可以具体包括:
[0167]加速度确定单元，用于根据所述航空发动机的转速传感器实测信号值确定旋转加速度；
[0168]第二稳态系数比较单元，用于根据所述旋转加速度和上一增量周期的稳态系数确定当前增量周期的稳态系数，并通过比较所述当前增量周期的稳态系数和预设的稳定阈值来判断所述航空发动机所处的当前状态。
[0169]如图12所示，为本发明主动间隙控制系统的第二实施例的结构示意图。与第一实施例及包括步骤具体实现的衍生实施例相比，本实施例还可以进一步包括:主动间隙控制启用判断单元5，用于判断所述航空发动机的转速传感器实测信号值的幅值是否高于预设慢车转速幅值阈值，是则启用主动间隙控制过程，否则停用主动间隙控制过程。
[0170]如图13所示，为本发明主动间隙控制系统的第三实施例的结构示意图。与第一实施例及包括步骤具体实现的衍生实施例相比，本实施例还可以进一步包括:开环稳态备份控制单元6，用于通过所述开环控制器实现基于所述间隙相关参数调节所述执行机构的开环稳态备份控制过程；控制过程选择单元2还用于在所述航空发动机处于稳态，且所述闭环控制器发生故障时，选用所述开环稳态备份控制单元实6现的开环稳态备份控制过程。本实施例也可以增加第二实施例中的主动间隙控制启用判断单元5。
[0171]以上仅简明描述了本发明主动间隙控制系统的多个实施例，其各部分的技术效果均可参考前述主动间隙控制方法实施例，这里不再赘述。
[0172]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种主动间隙控制方法，包括: 判断航空发动机所处的当前状态，如果所述航空发动机处于稳态，则选用由闭环控制器实现的基于间隙相关参数调节影响涡轮间隙的执行机构的闭环控制过程； 如果所述航空发动机处于过渡态，则选用由开环控制器实现的基于所述间隙相关参数调节所述执行机构的开环控制过程。2.根据权利要求1所述的主动间隙控制方法，其中所述闭环控制器和开环控制器均采用位置式控制形式。3.根据权利要求2所述的主动间隙控制方法，其中所述闭环控制过程具体包括: 根据所述间隙相关参数的目标值和所述间隙相关参数的传感器实测信号值计算所述间隙相关参数的差值，并将所述间隙相关参数的差值作为输入量输入给所述闭环控制器；所述闭环控制器根据所述