技术领域本发明涉及一种燃烧室燃烧控制方法，具体讲是一种燃烧室燃烧不稳定主动控制方法及控制系统，属于燃气轮机和航空发动机领域。
背景技术：
为了降低燃烧污染物排放，目前无论是民机航空发动机燃烧室，还是地面燃气轮机燃烧室，燃烧室设计均普遍采用贫油预混预蒸发燃烧技术。在贫油预混预蒸发低污染燃烧室设计中，最容易遇到的问题之一是燃烧不稳定。当发生燃烧不稳定时，强大的压力脉动可能导致燃烧室乃至整个发动机振动加剧，发出巨大的燃烧噪声，热负荷增高，从而影响发动机的性能，严重时使发动机部件遭到破坏和烧灼，同时也加剧污染物的产生。为了避免贫油预混预蒸发燃烧室中燃烧不稳定问题，一般采取被动控制方法或主动控制方法。被动控制方法主要通过对燃烧室进行优化，避免其燃烧不稳定；主动控制方法主要是在发生了燃烧不稳定后，通过传感器对其进行测量，利用控制器进行调节，利用执行器来最终完成燃烧不稳定的抑制；其中主动控制方法被公认为具有较好应用前景。2014年1月22日，中国发明专利申请2013104663926，公开了一种燃烧系统以及燃烧振荡抑制系统，其利用传感器测量燃烧装置中感应信号，用控制器作为执行信号，用气流扬声器来产生一个声波脉动，从而抑制燃烧振荡。2014年5月21日，中国发明专利申请2014100631988，公开了一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定主动控制方法，其利用压力传感器测量压力脉动，经傅立叶变换，得到超过一定振幅阀值的谐波信号，通过控制器给燃料流量一个相位差180゜的同频激励，从而抑制燃烧不稳定。但上述专利存在下列问题：首先，实际燃烧不稳定有很多超过一定振幅阀值的频率，如图3所示，其中有的频率为燃烧室的固有频率，有的频率才是燃烧不稳定引起的主频，因此需要经过一定判断后，利用燃烧数据库找出真正的燃烧不稳定主频，才能最终进行燃烧不稳定主动控制；其次，其导致实际燃料流量比较小，稍有脉动可能会导致燃料剧烈波动，因此燃料流量脉动的精确调节比较困难，操作繁琐。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种燃烧室中燃烧不稳定进行有效抑制的主动控制方法及控制系统。为了解决上述技术问题，本发明提供的燃烧室燃烧不稳定主动控制方法，包括以下步骤：1）、采用高频压力传感器实时测量燃烧室内发生燃烧不稳定时的压力脉动信号；2）、将压力脉动信号转化为频谱信号，得到燃烧室中发生燃烧不稳定时的频谱图；3）、控制器将步骤2）得到的频谱图与该燃烧室的现有燃烧数据库对比分析，判断出燃烧不稳定导致的唯一主频和相位；4）、控制器给进口空气流量激励器一个与燃烧不稳定主频相同、相位相差180゜的流量脉动激励，在保证燃料流量不变条件下，使油气比产生一个同频脉动，从而使得燃烧不稳定释热率脉动与压力脉动频率相同、相位相反，实现燃烧不稳定主动控制。本发明还提供了一种燃烧室主动控制系统，包括燃烧室，所述燃烧室内安装高频压力传感器，所述燃烧室的进气口安装空气流量激励器，所述高频压力传感器与空气流量激励器均连接控制器。本发明的有益效果在于：(1)、本发明控制方法利用压力传感器来测量燃烧室内压力信号，利用傅立叶变换和燃烧数据库判断出燃烧不稳定主频，利用空气流量激励器获得空气流量脉动，其易于调节，操作方便；(2)、利用该主动控制方法，可以对贫油预混预蒸发燃烧室中发生的燃烧不稳定现象进行主动抑制，从而确保燃烧室的稳定燃烧和设备安全；(3)、本发明燃烧室主动控制系统结构简单，易于实现。附图说明图1为燃烧不稳定主动控制系统结构示意图；图2为燃烧不稳定压力脉动信号图；图3为经傅立叶变换后的燃烧不稳定压力脉动频谱图；图4为燃烧不稳定主动控制原理图；图中，1-燃油喷嘴，2-点火器，3-燃烧室机匣，4-火焰筒出口，5-火焰筒壁面，6-旋流器，7-高频压力传感器，8-采集卡，9-电荷放大器，10-计算机主机，11-空气流量激励器，12-进气口。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明的燃烧室主动控制系统包括燃烧室，燃烧室上设有进气口12和火焰筒出口4，燃油喷嘴1和点火器2均固定在燃烧室机匣3上。旋流器6固定设于燃烧室的内腔内。高频压力传感器7布置在火焰筒的壁面上，与燃烧室机匣3连接固定。高频压力传感器7用于测量燃烧过程中燃烧不稳定时燃烧室内的压力脉动信号。高频压力传感器7连接采集器8，采集器8连接电荷放大器9，电荷放大器9连接控制主机10。采集器8采集到的压力脉动信号，经电荷放大器9放大后传输到控制主机10，控制主机10利用现有的傅立叶数学变换获得压力脉动信号的频谱，并根据该燃烧室现有的燃烧数据库，判断出燃烧不稳定的主频和相位信息。燃烧室的进气口12内安装空气流量激励器11，空气流量激励器11连接控制主机10。进口空气流量激励器11根据控制主机10的控制信号，调节进口空气阀门的面积，从而达到调节其进气口空气流量脉动的目的。本发明的具体控制过程如下：1）、在火焰筒内壁面上布置高频压力传感器，高频压力传感器固定在燃烧室机匣上；2）、采用高频压力传感器实时测量燃烧室内发生燃烧不稳定时时间段内的压力脉动信号，如图2所示；3）、压力传感器测量的压力脉动信号经数据采集卡采集后，送入电荷放大器经放大后，进入控制主机进行信号处理；4）控制主机通过傅里叶数学变换，把压力脉动信号转化为频谱信号，从而得到贫油预混预蒸发燃烧室中发生燃烧不稳定时的频谱图，如图3所示；从图3中可以看出，经过傅立叶数学变换后，所获得的压力脉动频谱中有很多幅值超过一定阀值的频率，有的是基本谐振波和N阶谐振波，有的是燃烧室固有频率，等等。因此，在进行主动控制前，必须要找到由燃烧不稳定而引起的特有主频。5）、控制主机将上述频谱信号与该燃烧室现有的燃烧数据库（在冷态流动和稳定燃烧时测量得到的该燃烧室特有频谱）进行对比分析，最终判断出频谱图中（即图3）由于燃烧不稳定而导致的唯一主频和相位信息；6）、控制主机根据分析得出的上述燃烧不稳定的主频和相位信息，驱动燃烧室进口空气流量激励器，给进口空气流量激励器一个与燃烧不稳定主频相同、相位相差180゜的空气流量脉动激励，如图4所示；在保证燃油喷嘴喷出的燃油流量不变条件下，调节进口空气流量的脉动频率、幅值和相位，从而使得燃烧室进口油气比产生一个同频脉动，最终使得燃烧不稳定释热率脉动与压力脉动频率相同、相位相反，从而达到燃烧不稳定主动控制目的。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。