一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法及系统与流程

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法及系统。

背景技术：

1、在飞机起飞状态，由于环境风或其它因素影响，可能会导致发动机排气出现回流，回流被发动机吸入后，发动机进口温度会迅速升高，同时在发动机进口形成严重的温度畸变，若畸变程度超出发动机承受能力，将诱发发动机喘振。

2、目前，发动机进口总温传感器仅布置一点，当发动机可以识别出进口温度上升时，发动机高压换算转速下降，控制系统调节高压压气机可调导叶角度关小，提高压气机喘振裕度。若在发动机进口遭遇温度畸变，受进口总温传感器响应速率影响，发动机未能及时识别到进口温度升高，就不会对高压压气机可调导叶角度进行调节，因此发动机可能会发生喘振，进而影响起飞安全性。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法及系统，以解决现有技术中难以及时识别发动机进口温度升高而导致发动机起飞安全性受到影响的问题。

2、本申请的技术方案是：一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，包括：判断发动机进口截面是否存在温度畸变，若是，则执行下一步骤；对发动机进口截面的温度按照时间顺序进行采集，形成若干个温度采集点，获取总温传感器时间常数修正系数和恢复修正因子，对热电偶的动态响应误差进行修正，形成重构的高温区进口总温t1；对每个温度采集点修正后的高温区进口总温t1均与相邻的温度采集点做滤波处理；采用重构的高温区进口总温t1计算发动机中间及以上状态的控制计划值；采用重构的高温区进口总温t1计算高压压气机换算转速n2r，利用n2r得到发动机高压可调导叶角度α2控制计划值。

3、优选地，所述热电偶的动态响应误差进行修正的公式为：

4、

5、式中，t(t)x为修正后的温度，单位为k；t(t)为热电偶测量的指示温度，单位为k；τ为电偶热惯性时间常数修正系数，单位为s；t和t-1时刻的数据分别为采集的前后相邻两点的温度数据；δt为相邻两个温度采集点的时间差；kr为恢复修正因子。

6、优选地，所述温度采集点做滤波处理的公式为：

7、

8、其中，n为奇数，一般选择为5或者7。

9、优选地，对温度采集点进行重构时，对第一个温度采集点不进行修正，从第二个温度采集点开始修正，若n＝5时，当第五个温度采集点修正完成后，对第三个温度采集点做滤波处理。

10、作为一种具体实施方式，一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制系统，包括：

11、进口总温重构模块，用于对发动机进口截面的温度按照时间顺序进行采集，形成若干个温度采集点，获取总温传感器时间常数修正系数和恢复修正因子，对热电偶的动态响应误差进行修正，形成重构的高温区进口总温t1；

12、滤波处理模块，用于对每个温度采集点修正后的高温区进口总温t1均与相邻的温度采集点做滤波处理；

13、发动机控制计划值计算模块，用于采用重构的高温区进口总温t1计算发动机中间及以上状态的控制计划值；

14、发动机高压可调导叶角度，用于采用重构的高温区进口总温t1计算高压压气机换算转速n2r，利用n2r得到发动机可调导叶角度α2控制计划值。

15、本申请的一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法及系统，通过先判断发动机进口截面是否存在温度畸变，若是，则对发动机进口截面的温度按照时间顺序进行采集，而后对热电偶的动态响应误差进行修正，并对每个温度采集点修正后的高温区进口总温t1均与相邻的温度采集点做滤波处理；滤波完成后采用重构的高温区进口总温t1计算发动机中间及以上状态的控制计划值；最后采用重构的高温区进口总温t1计算高压压气机换算转速n2r，利用n2r得到发动机高压可调导叶角度α2控制计划值。该重构的高温区进口总温t1相比直接采用进口总温传感器高温区进口总温t1和t25，能够更及时、准确表征发动机遭遇温度畸变的时机和强度，控制的角度更能真实代表发动机的需求，不仅能够提高发动机的工作稳定性，同时还兼顾了起飞过程中发动机推力的发挥。

技术特征：

1.一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，其特征在于，所述热电偶的动态响应误差进行修正的公式为：

3.如权利要求2所述的航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，其特征在于，所述恢复修正因子的计算公式为：

4.如权利要求1所述的航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，其特征在于，所述温度采集点做滤波处理的公式为：

5.如权利要求4所述的航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法，其特征在于：对温度采集点进行重构时，对第一个温度采集点不进行修正，从第二个温度采集点开始修正，若n＝5时，当第五个温度采集点修正完成后，对第三个温度采集点做滤波处理。

6.一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请属于航空发动机设计领域，为一种航空发动机遭遇温度畸变时的扩稳控制方法及系统，通过先判断发动机进口截面是否存在温度畸变，若是，则对对发动机进口截面的温度按照时间顺序进行采集，而后对对热电偶的动态响应误差进行修正，并对每个温度采集点修正后的高温区进口总温T<subgt;1</subgt;均与相邻的温度采集点做滤波处理；滤波完成后采用重构的高温区进口总温T<subgt;1</subgt;计算发动机中间及以上状态的控制计划值；最后采用重构的高温区进口总温T<subgt;1</subgt;计算高压压气机换算转速n<subgt;2R</subgt;，利用n<subgt;2R</subgt;得到发动机高压可调导叶角度α<subgt;2</subgt;控制计划值。能够更及时、准确表征发动机遭遇温度畸变的时机和强度，不仅能够提高发动机的工作稳定性，同时还兼顾了起飞过程中发动机推力的发挥。

技术研发人员：邢洋,王军,柴政,李兆红,郭海红,杨怀丰
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13