一种航空发动机节流状态控制方法及装置与流程

本技术属于发动机控制，具体涉及一种航空发动机节流状态控制方法及装置。

背景技术：

1、飞行员通过调整航空发动机油门杆角度，改变推力，满足不同工况下飞机对发动机的推力需求。一般来说，发动机的工作状态至少包含慢车、节流和起飞状态。慢车状态是发动机能够稳定工作的最小推力状态，起飞状态是最大推力状态，节流状态处于两者之间，推力分布范围广，一般情况下飞机对发动机节流状态的推力要求为随油门角度连续变化。

2、一种已有的节流状态控制方法如下：

3、确定慢车状态高压转速控制计划n2mc，慢车状态油门角度上限αmc；

4、确定起飞状态高压转速控制计划n2zj，起飞状态油门角度下限αzj；

5、根据油门角度α确定节流状态高压转速控制计划，公式如下：

6、

7、航空发动机装机工作时，飞行高度越高，空气含量越为稀薄，为保证发动机稳定工作，一般需要设置慢车最小燃油流量限制。当维持给定的慢车转速控制计划所需燃油流量低于慢车最小燃油流量限制时，控制系统会限制实际供油量不低于慢车最小燃油流量限制，这就会造成发动机实际转速较慢车转速控制计划偏大，甚至超过了节流状态部分油门范围对应的转速。当油门杆在上述范围内工作时，发动机工作状态不随油门角度变化，出现转速“空行程”现象。飞行高度越高，“空行程”现象越明显。

8、“空行程”现象对飞行员的操纵产生较大的影响。

技术实现思路

1、为了解决上述问题之一，本技术提供了一种航空发动机节流状态控制方法及装置，以最大程度上避免转速“空行程”现象，提升飞行员对发动机工作状态的掌控。

2、本技术第一方面提供了一种航空发动机节流状态控制方法，主要包括：

3、步骤s1、确定发动机油门是从慢车状态进入节流状态，还是从起飞状态进入节流状态；

4、步骤s2、当发动机油门从慢车状态进入节流状态时，通过上推条件下节流状态高压转速控制策略进行转速控制，当发动机油门从起飞状态进入节流状态时，通过下拉条件下节流状态高压转速控制策略计划进行转速控制；

5、其中，所述上推条件下节流状态高压转速控制策略包括：在最小燃油流量限制值和慢车转速控制计划值中，选取其中的较高值计算上推条件下节流状态高压转速控制值；所述下拉条件下节流状态高压转速控制策略包括基于油门角度与燃油流量分别计算出高压转速，并从中选取较大值作为下拉条件下节流状态高压转速控制值。

6、优选的是，步骤s1包括：

7、当发动机油门前一时刻在慢车域，下一时刻在节流域，则判定所述发动机油门是从慢车状态进入节流状态；

8、当发动机油门前一时刻在起飞域，下一时刻在节流域，则判定所述发动机油门是从起飞状态进入节流状态。

9、优选的是，步骤s2中，所述上推条件下节流状态高压转速控制策略包括：

10、步骤s201、在最小燃油流量限制值和慢车转速控制计划值中，选取其中的较高值作为新的慢车转速；

11、步骤s202、基于油门角度α及新的慢车转速确定上推条件下节流状态高压转速控制策略：

12、

13、其中，n2st为上推条件下节流状态高压转速控制策略计算的高压转速，n2mc-wf为新的慢车转速，α为油门角度，αmc为慢车状态油门角度上限，αzj为起飞状态油门角度下限，n2zj为起飞状态高压转速控制计划给定的高压转速值。

14、优选的是，步骤s2中，所述下拉条件下节流状态高压转速控制策略包括：

15、步骤t201、根据油门角度α和慢车转速控制计划值，确定第一下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-1：

16、

17、其中，n2mc为慢车状态高压转速控制计划值，α为油门角度，αmc为慢车状态油门角度上限，αzj为起飞状态油门角度下限，n2zj为起飞状态高压转速控制计划给定的高压转速值

18、步骤t202、根据油门角度α和起飞状态燃油流量给定值wfmdem，确定下拉条件燃油流量控制计划wf，公式如下：

19、

20、其中，wfmin为慢车最小燃油流量限制；

21、步骤t203、根据所述拉条件燃油流量控制计划wf确定对应的高压转速值，并将其作为第二下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-2；

22、步骤t204、选取第一下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-1与第二下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-2中的较大值作为下拉条件下节流状态高压转速控制值。

23、优选的是，步骤s2之后进一步包括：

24、当发动机油门重新由节流状态进入慢车状态或飞状态时，重置慢车转速控制计划值以及起飞状态燃油流量给定值。

25、本技术第二方面提供了一种航空发动机节流状态控制装置，主要包括：

26、状态识别模块，用于确定发动机油门是从慢车状态进入节流状态，还是从起飞状态进入节流状态；

27、控制策略选取模块，用于当发动机油门从慢车状态进入节流状态时，通过上推条件下节流状态高压转速控制策略进行转速控制，当发动机油门从起飞状态进入节流状态时，通过下拉条件下节流状态高压转速控制策略计划进行转速控制；

28、其中，所述上推条件下节流状态高压转速控制策略包括：在最小燃油流量限制值和慢车转速控制计划值中，选取其中的较高值计算上推条件下节流状态高压转速控制值；所述下拉条件下节流状态高压转速控制策略包括基于油门角度与燃油流量分别计算出高压转速，并从中选取较大值作为下拉条件下节流状态高压转速控制值。

29、优选的是，所述状态识别模块包括：

30、从慢车状态进入节流状态识别单元，用于当发动机油门前一时刻在慢车域，下一时刻在节流域，则判定所述发动机油门是从慢车状态进入节流状态；

31、从起飞状态进入节流状态识别单元，用于当发动机油门前一时刻在起飞域，下一时刻在节流域，则判定所述发动机油门是从起飞状态进入节流状态。

32、优选的是，所述控制策略选取模块包括：

33、慢车转速确定单元，用于在最小燃油流量限制值和慢车转速控制计划值中，选取其中的较高值作为新的慢车转速；

34、上推条件下节流状态高压转速控制值计算单元，用于基于油门角度α及新的慢车转速确定上推条件下节流状态高压转速控制策略：

35、

36、其中，n2st为上推条件下节流状态高压转速控制策略计算的高压转速，n2mc-wf为新的慢车转速，α为油门角度，αmc为慢车状态油门角度上限，αzj为起飞状态油门角度下限，n2zj为起飞状态高压转速控制计划给定的高压转速值。

37、优选的是，所述控制策略选取模块包括：

38、第一下拉条件节流状态高压转速控制计划值计算单元，用于根据油门角度α和慢车转速控制计划值，确定第一下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-1：

39、

40、其中，n2mc为慢车状态高压转速控制计划值，α为油门角度，αmc为慢车状态油门角度上限，αzj为起飞状态油门角度下限，n2zj为起飞状态高压转速控制计划给定的高压转速值

41、燃油流量控制计划值计算单元，用于根据油门角度α和起飞状态燃油流量给定值wfmdem，确定下拉条件燃油流量控制计划wf，公式如下：

42、

43、其中，wfmin为慢车最小燃油流量限制；

44、第二下拉条件节流状态高压转速控制计划值计算单元，用于根据所述拉条件燃油流量控制计划wf确定对应的高压转速值，并将其作为第二下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-2；

45、下拉条件节流状态高压转速控制计划值计算单元，用于选取第一下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-1与第二下拉条件节流状态高压转速控制计划值n2xl-2中的较大值作为下拉条件下节流状态高压转速控制值。

46、优选的是，所述航空发动机节流状态控制装置还包括：

47、重置模块，用于当发动机油门重新由节流状态进入慢车状态或飞状态时，重置慢车转速控制计划值以及起飞状态燃油流量给定值。

48、本技术通过区分上推过程和下拉过程分别设计节流状态转速控制计划，能够最大程度避免转速“空行程”现象，实现全包线范围内，发动机转速随油门均匀变化，提升飞行员对发动机工作状态的掌控。