一种飞机发动机转换状态下座舱温控系统的控制方法与流程

本发明属于飞机座舱温度控制技术领域，涉及一种飞机发动机转换状态下座舱温控系统的控制方法。

背景技术：

随着国内外发动机的发展，发动机性能有了很大的提高，发动机能在瞬间完成从慢车与正常状态的切换，造成环控引气系统出口温度瞬态变化，由于环控座舱温度控制系统为大惯性控制系统，为保证系统稳定性，各执行部件调节速度相对缓慢。然而发动机状态转换时系统按照正常状态进行调节，系统响应必定跟不上发动机状态的变化，势必造成系统控制超调，供气管路超温，甚至系统温度控制不稳定。国内外解决此问题大多是在发动机状态转换时，通过风扇抽气与环控空调系统气体混合，此方法会带来系统重量增加、噪声大的问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种防止发动机状态转换引起座舱供气温度不稳定的控制方法。

本发明的技术方案为：一种飞机发动机转换状态下座舱温控系统的控制方法，其特征在于所述的方法为：

当发动机由慢车状态向正常状态转换时，冷风道调节阀全速打开，温度控制阀以一定速度关闭，冷风道调节阀全开、温度控制阀关闭后，以PID算法调节座舱温度；

当发动机由正常状态向慢车状态转换时，冷风道调节阀接收的控 制量为正常PID算法计算输出的2-4倍，温度控制阀接收的控制量为正常PID算法计算输出的2-5倍，冷风道调节阀全关和温度控制阀全开后，或者座舱供气管路温度达到其目标值后，以PID算法进行调节。

作为本技术方案的一种改进，当检测到发动机转速ξ＜λ₁，引气系统出口温度T_PNU＜κ₁℃，则发动机处于慢车状态，发动机进入慢车状态一定时间后，若检测到引气出口温度变化率连续t秒大于σ，则发动机由慢车状态向正常状态转换。

作为本技术方案的一种改进，当检测到发动机转速ξ＞λ₂，引气系统出口温度T_PNU＞κ₂℃，则发动机处于正常状态，发动机进入正常状态一定时间后，若检测到引气出口温度变化率连续t秒小于-μ，则发动机由正常状态向慢车状态转换。

作为本技术方案的一种改进，根据以下公式计算引气出口温度变化率，

delt_T＝[T_PNU(k)-T_PNU(k-1)]/T

delt_T为引气出口温度变化率，T_PNU(k)为当前时刻引气出口温度，T_PNU(k-1)为一个控制周期前引气出口温度，T为系统控制周期。

本发明的有益效果为：本发明提出一种改进的控制方法，此方法在发动状态切换时，通过控制温度控制阀及冷风道调节阀的开度，从而改变环控系统制冷、加热状态，以弥补引气出口空气状态变化带来影响。解决发动机状态切换时座舱温度控制超调、座舱供气管路超温问题，增强了系统控制的稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本技术方案作进一步详细说明。

一种防止发动机状态转换引起座舱供气温度不稳定的控制方法，所述防止发动机状态转换引起座舱供气超温的控制方法基于飞机座舱温度控制系统设计。温度控制阀控制座舱供气温度，冷风道调节阀控制控制压气机出口温度，本方法通过检测引气出口温度变化、发动机转速变化，判断发动是否在慢车状态与快车状态间进行切换。从而优化温度控制阀、冷风道调节阀控制算法，在确保座舱温度正常控制情况下，保证座舱供气不超温。

所述的方法的运行步骤如下：

步骤1：

从发动机系统获取发动机转速ξ；

通过温度传感器采集引气系统出口温度T_PNU；

通过温度传感器采集座舱供气管路温度T_SPP；

通过温度传感器采集压气机出口温度T_COMP；

步骤2：

计算引气出口温度变化率，公式如下：

delt_T＝[T_PNU(k)-T_PNU(k-1)]/T

delt_T为引气出口温度变化率，T_PNU(k)为当前时刻引气出口温度，T_PNU(k-1)为一个控制周期前引气出口温度，T为系统控制周期。

步骤3：

判断发动机状态切换判断。

2.1当检测到发动机转速ξ＜λ₁且引气系统出口温度T_PNU＜κ₁℃， 则判断发动机此时处于慢车状态；当发动机进入慢车状态一定时间后，该时间根据温度控制阀的调节速度确定，一般为2到8分钟，若检测到引气出口温度变化率连续t秒大于σ，则判断发动机状态由慢车状态向正常状态转换。λ₁为发动慢车状态转速临界值。κ₁发动慢车状态临界转速对应的引气系统出口温度，σ为发动机慢车状态向正常状态时引气出口温度变化率判断阀值，时间t根据发动机状态切换速度确定。

2.2当检测到发动机转速ξ＞λ₂且引气系统出口温度T_PNU＞κ₂℃，则判断发动机此时处于正常状态；当发动机进入正常状态一定时间后一般为1到5分钟，该时间根据温度控制阀的调节速度确定，若检测到引气出口温度变化率连续t秒小于-μ，则判断发动机状态由慢车状态向正常状态转换。λ₂为发动正常状态转速临界值，κ₂为发动正常状态临界转速对应的引气系统出口温度。-μ为发动机慢车状态向正常状态时引气出口温度变化率判断阀值，时间t根据发动机状态切换速度确定。

步骤4：

当发动机状态由慢车状态向正常状态转换时：

冷风道调节阀全速打开，温度控制阀以速度υ关闭。当冷风道调节阀全开与温度控制阀关闭后，冷风道调节阀与温度控制阀按照正常PID算法进行调节。

由于冷风道调节阀开度引起压气机出口温度响应较慢，温度控制阀开度引起压气机出口温度响应较尽快，所以速度υ不能太快，必须 保证压气机出口温度不超温，速度υ可以通过试验获取。

步骤5：

当发动机状态由正常状态向慢车状态转换时：

系统控制器输出给冷风道调节阀的控制量为正常PID算法计算输出的2倍，系统控制器输出给温度控制阀的控制量为正常PID算法计算输出的3倍。当冷风道调节阀全关和温度控制阀全开后，或座舱供气管路温度达到其目标值后，冷风道调节阀与温度控制阀按照正常PID算法进行调节。