采用预测控制法调节试车台进气状态参数的调试方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种采用预测控制法调节试车台进气状态参数的调试方法。
【背景技术】
[0002] 目前，发动机试验时，要求状态点的一组进气参数，包括进气总压，进气空气流量， 进气氧成分，进气总溫，发动机供油油量，同时达到设定值及稳定后，记录其性能及参数或 考核其性能。但是，在发动机试验前，需要对试车台进行调试，W确定试车台的性能是否能 够满足发动机的试验要求，在试车台调试中，进气系统的调试是重要组成部分，但是，对于 采用预测控制法调节试车台进气状态参数的调试方法，目前尚没有成熟的调试方法，运导 致了无法整体掌握试车台的性能，从而增加了模拟时间，提高了试验成本。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种采用预测控制 法调节试车台进气状态参数的调试方法。
[0004] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0005] -种采用预测控制法调节试车台进气状态参数的调试方法，所述调试的类型包括 空载调试、带载调试，所述带载调试，包括如下步骤：
[0006] 1)、按预测控制法得出的单个参数的控制量，调试进气压力调节阀；
[0007] 2)、按预测控制法得出的单个参数的控制量，调试加热器燃料比例调节阀
[000引3)、按预测控制法得出的单个参数的控制量，调试发动机燃料比例节流阀 [0009] 4)、按预测控制法得出的单个参数的控制量，调试液氧流量调节阀。
[0010] 所述预现雌制法，包括如下步骤：
[0011] 1)、根据当前状态点的进气总压，进气空气流量，补氧流量，进气总溫，发动机供油 油量，与所需模拟状态点的进气总压，进气空气流量，补氧流量，进气总溫，发动机供油油量 的设定值的差值通过进气系统状态点参数方程组解算出单个参数的控制量；
[0012] 2)、根据所述步骤1)中所解算出的单个参数的控制量，调节控制上述参数的各阀 口的开度，使得在下一循环开始时，设定各阀口的开度满足所述步骤1)中所解算出的单个 参数的控制量；
[0013 ] 3)重复所述步骤1)和步骤2)直至模拟精度满足要求；
[0014]所述进气系统状态点参数方程组为：
[0023] 所述进气系统状态点参数方程组中，qmi为进气流量，qma为通过进气压力调节阀的 质量流量，qm。为补氧流量，qm功加热器供油流量，pt功进气总压，Ai为进气截面面积，Tti为 进气总溫，q(Ai)为计算截面气体流量系数，Ttio为当前进气总溫，η为燃烧效率，Qj为加热器 供油汽化潜热，α为过热空气系数，Cp为燃气定压比热，Cv为进气压力调节阀的阀口流量系 数，Psa为气源压力，pt2为空气调节阀阀后压力，丫为空气质量比重，Toa为空气源溫度，APt2 为管道压力损失，Tsa为混合前空气溫度，Cpa为空气定压比热，Ts。为混合前补氧溫度，Cp。为氧 气定压比热，Qo为加热器供油汽化潜热，4为理论空燃比；
[0024] 在所述进气系统状态点参数方程组中，已知当前态点的进气空气流量，当前态点 的补氧流量，当前态点的加热器供油流量，当前态点的进气总压，当前态点的进气总溫，当 前态点的当前进气总溫，当前态点的过热空气系数，和所需模拟状态点的进气总压，所需模 拟状态点的进气总溫，求解与所需模拟状态点的进气总压和所需模拟状态点的进气总溫对 应的所需模拟状态点的进气空气流量，所需模拟状态点的补氧流量，所需模拟状态点的加 热器供油流量。
[0025] 所述进气压力调节阀的调试内容包括确定进气压力调节阀的流量-开度特性曲 线、临界点、分辨率、重复性精度、负载压力充填时间验证、负载压降曲线;所述进气压力调 节阀的分辨率为使流量或进气压力发生有效、最小变化的调节阀口开度变化值，所述负载 压降为进气压力调节阀阀后压力与进气模拟总压的差值。
[0026] 确定进气压力调节阀流量-开度特性曲线的方法，包括如下步骤：
[0027] 1)、通过进气压力调节阀的质量流量与阀前压力和阀后压力，介质密度，溫度、阀 口额定面积、阀口开度的关系，由公式
[0032]
)；
[0033] 上述公式中，Cv为进气压力调节阀的阀口流量系数，Q为通过进气压力调节阀的体 积流量，丫 1为介质比重，T日为空气溫度，P1为进气压力调节阀阀前压力，P2为进气压力调节 阀阀后压力，qma为通过进气压力调节阀的质量流量，Pa为介质密度，Ka为进气压力调节阀的 阀口开度，Aa为进气压力调节阀的阀口额定面积，Cpl为介质定压比热，R为气体常数，Ta为介 质溫度，Ap为进气压力调节阀阀后压力与阀前压力的压差；
[0034] 其中，进气压力调节阀的阀口额定面积，介质密度，介质定压比热，介质比重为常 数；
[0035] 2)、将测量所得的介质溫度，进气压力调节阀阀前压力，进气压力调节阀阀后压力 与阀前压力的压差作为参变量，将进气压力调节阀的阀口开度作为自变量；
[0036] 3) W气源设计压力的85%为上限，W所需最小的进气压力调节阀阀前压力为下 限，将由所需最小的进气压力调节阀阀前压力和气源设计压力的85%之间的压力分割成若 干压力点，在每个压力点下，将进气压力调节阀按10%~90%、间隔10%的开度正反行程开 启Ξ遍，记录每个压力下每个开度的进气压力调节阀阀前压力、进气压力调节阀阀后压力 与阀前压力的压差、W及通过进气压力调节阀的质量流量，将上述记录的每个压力下每个 开度的进气压力调节阀阀前压力、进气压力调节阀阀后压力与阀前压力的压差、W及通过 进气压力调节阀的质量流量的3个数据取平均数，拟合进气压力调节阀流量-开度特性曲 线。
[0037] 确定进气压力调节阀临界点的方法，其步骤为:在进气压力调节阀阀前压力固定 和进气压力调节阀的阀口开度变化过程中，在某个进气压力调节阀的阀口开度下出现临界 流动时，然后逐步减小进气压力调节阀的阀口开度，直至通过进气压力调节阀的质量流量 与进气压力调节阀阀前压力不成正比关系，由此点的进气压力调节阀阀后压力即可确定进 气压力调节阀临界点。
[0038] 发动机燃料比例节流阀的调试方法的调试内容包括确定所述发动机燃料比例节 流阀的流量-开度曲线、分辨率和重复性精度;所述发动机燃料比例节流阀的分辨率为使流 量发生有效、最小变化的阀口开度变化值。
[0039] 确定发动机燃料比例节流阀流量-开度特性曲线的方法，包括如下步骤：
[0040] 1)、通过发动机燃料比例节流阀的质量流量仅与发动机燃料比例节流阀阀后压力 与阀前压力的压差、工作介质密度、阀口额定面积、阀口开度有关，由公式
[0041]
[0042] 确定发动机燃料比例节流阀的质量流量与发动机燃料比例节流阀的阀口开度的 关系；
[0043] 上述公式中，qm为通过发动机燃料比例节流阀的质量流量，Kb为发动机燃料比例 节流阀的阀口开度，Cw为发动机燃料比例节流阀的阀口流量系数，Ab为发动机燃料比例节 流阀阀口额定面积，A Pi为发动机燃料比例节流阀阀后压力与阀前压力的压差，Pb为工作介 质密度，g为重力加速度，其为已知常数；
[0044] 2)、将发动机燃料比例节流阀的阀口额定面积、工作介质密度作为常数，将发动机 燃料比例节流阀阀后压力与阀前压力的压差作为参变量，将发动机燃料比例节流阀的阀口 开度作为自变量；
[0045] 3)、在试车台进气系统的任一工作压力下，均会产生一个发动机燃料比例节流阀 阀后压力与阀前压力的压差，对于任一个发动机燃料比例节流阀阀后压力与阀前压力的压 差，将发动机燃料比例节流阀的阀口开度从5 %、10%、15%.....90 %、95%开启Ξ遍，进行 喷液试验，记录通过发动机燃料比例节流阀的质量流量，将每个阀口开度所记录的Ξ个发 动机燃料比例节流阀的质量流量取平均值，作为有效的发动机燃料比例节流阀的质量流 量，进而计算出发动机燃料比例节流阀流量系数，同时拟合发动机燃料比例节流阀的流量- 开度曲线。
[0046] 所述空载调试和带