某涡扇发动机电子调节器模型辨识研究

某涡扇发动机电子调节器模型辨识研究（共2篇）

篇1：某涡扇发动机电子调节器模型辨识研究

某涡扇发动机电子调节器模型辨识研究

某涡扇发动机的综合电子调节器是其推进系统控制的重要组成部分,辨识其教学模型对数字式电子控制器的设计研究具有很大的`理论和应用价值.在介绍了该调节器的功用和主要调节通道的基础上,提出了用于辨识的数学模型,利用小波分析方法对实验数据进行了消噪处理,进而采用BP神经网络进行了模型辨识.对其典型响应的仿真结果表明,这种辨识方法不仅精度高,而且可以有效地消除噪声,为今后的工程研究提供了一定的参考价值.

作 者：杨伟 冯雷星 YANG WEI FENG LEIXING  作者单位：陕西西安空军工程大学工程学院,陕西,710038 刊 名：微计算机信息  PKU英文刊名：CONTROL & AUTOMATION 年，卷(期)： 23(28) 分类号：V233.7+51 关键词：综合电子调节器   模型辨识   BP神经网络   小波分析  

篇2：某涡扇发动机电子调节器模型辨识研究

1 故障现象

某部组织昼间飞行, 某号飞机飞行前准备, 当时环境温度26℃, 右发动机起动时高压转子转速N2到达53% (本文数据经过脱密处理) , 排气温度T6708℃;N2和T6上升缓慢, 33秒后, N2到61%, T6到754℃, N2和T6不继续上升反而下降, 机械师收油门停车。

2 发动机起动原理分析

发动机起动时, 按下“起动”按钮, 在第22秒之前, 即高压转子转速N2由0加速到17%, 发动机转子的加速是由燃气涡轮起动机 (简称小发) 带转。电动起动机接通带动燃气涡轮起动机转子转动, 燃气涡轮起动机燃烧室点火补氧, 10秒后燃气涡轮起动机起动成功, 与此同时主燃烧室点火附件开始工作, 燃气涡轮起动机带动高压转子N2加速到17%。

在第22秒之后, 此时N2到达17%, 发动机主燃烧室开始补油, 主燃烧室的供油量由起动控制器调节, 在燃气涡轮起动机的辅助下加速, N2到达40%时, 主燃烧室的供油量由加速调节器进行调节, N2到达53%或起动时间达到60秒时, 燃气涡轮起动机退出工作。

高压转子转速N2由53%加速到70%, 涡轮单独带动发动机转子加速到慢车转速。

3 发动机外场起动调整方法

对发动机起动性能的调整实际上是使起动供油量与发动机进气量相匹配, 达到供油量与需油量相匹配, 避免出现贫油和富油情况。

3.1 起动中失速掉转的调整

所谓发动机起动失速, 其实就是压气机轻度进喘。发动机起动发生失速的原因是起动供油量过多造成的, 需要减少供油量。具体调整哪个部位, 需要看在什么转速情况下发生失速。起动过程分成三个阶段, 起动前段:从点火到N2=40%;起动中段:从N2=40%到N2=55%;起动后段:从N2=55%到慢车。起动前段发生失速:调整P38和P36减小供油量。起动中段发生失速:主要是调整P36和P44减小供油量, 有时也需要调整P30减小供油量。起动后段发生失速:调整P44和P30减小供油量。

值得注意的是:其一, 如果起动中段供油量少, 导致起动悬挂, 可以不调P36, 而通过调整其它调整钉增加供油量。其二, 如果在起动中段供油量偏多, 导致起动失速、超温, 并且是最小供油量高造成的, 则必须调整P36减小供油量。

3.2 起动中转速悬挂的调整

发动机起动过程中, 转速不上, 温度也不上升或持续上升。按时间60秒脱开小发, 且脱开时N2转速较低远没有达到53%, 甚至小发已脱开发动机转速保持不住下掉, 出现这种情况属于前段贫油, 应调整P38和P36增加油量。

发动机起动过程中, N2转速在53%~60%悬挂, 出现这种情况属于中段贫油, 应调整P36和P44增加油量, 也可以视情调整P30。

发动机起动过程中, N2转速在60%以上悬挂, 出现这种情况属于后段贫油, 应调整P44和P30增加油量。

3.3 起动中T6超温的调整

解决起动超温调整方法:一是调整供油量, 二是开α2增大发动机进气量。

调整油量降低起动温度。如有发动机起动超温情况, 首先考虑油量是否合适, 是否偏多。发动机起动过程中, N2和T6都在上升, N2和T6有几个对应关系点作为油量是否合适判断依据:N2=30%, T6≯400℃;N2=40﹪, T6≯600℃;N2=53%, T6≯730℃。前两个点, 可作为起动前段油量的判别标准, 如果T6超过给定值, 可调整P38和P36减小油量;第三个点仅作为参考。如果以上三个点都符合要求, 起动超温发生在后段, 那么需要调整P44和P30减少油量。

当发动机通过调整油量解决不了超温问题时, 需要重新考虑发动机进气量是否合适, 即油气比是否合适。通过开α2增大核心机进气量改善油气比, 使得燃油充分燃烧。其一, 通过调整P1调整钉, 可以改变α2角度与N2r (高压转子换算转速) 的对应关系曲线。P1里拧10圈, 对应关系曲线左移, α2角度大约开2个刻度 (实际角度0.8°左右) ;P1外拧10圈, 对应关系曲线右移, α2角度大约关2个刻度。注意:N2r在60%以前, 调整P1不能明显改变α2角度, 慢车以上状态α2角度才有明显改变。所以调整P1不能增大起动过程进气量。其二, 通过调整α2反馈钢索开α2。减小主泵上标定刻度值, α2角度开大增大发动机进气量;反之则相反。通过调整反馈钢索使α2角度在全程的调整开关量是相同的, 能有效增加或减小发动机起动段进气量。其三, 组合调整起动阶段开α2。通过外拧P1调整钉可使慢车以上状态α2角度关小, 而减小主泵α2标定刻度值, 可使发动机工作全程角度开大。

4 调整实例

按照上述调整方法, 发动机在起动过程中后段转速和温度上升速率相对较慢, 说明主燃烧室供油量不足。对该发动机加速调节器进行相应调整, 增加加速供油量, 把加速调整螺钉P44里拧两响。通过再次开车检查, 起动成功, 起动性能符合规定, 该故障排除。

参考文献

[1]赵雪原, 杨福刚, 常诚.通用类型的航空发动机起动系统浅析[J].价值工程, 2014 (1) .

[2]吴虎, 贾海军, 冯维林.供油规律对某型加力涡扇发动机起动过程影响[J].西北工业大学学报, 2010 (1) .