考虑限制保护的航空发动机起动控制技术

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1、第42卷第2期2016年4月航空发动机AeroengineV01．42No．2Apr．2016考虑限制保护的航空发动机起动控制技术殷锴1，魏芳1，张荣1，黄浏1，李志鹏2一，王曦2,3(I．中航商用航空发动机有限责任公司，上海201108；2．北京航空航天大学能源与动力工程学院，3．先进航空发动机协同创新中心，北京100191；4．中航工业航空动力控制系统研究所，江苏无锡214063)摘要：涡扇发动机起动控制方法直接影响发动机的起动性能。为在发动机整个起动过程中持续获得高、低压转子转轴上的最大剩余功率，提出了1种涡轮前总温兀a闭环控制规律用于设计涡扇发动机起动控制的

2、方法。对于起动过程中可能发生的风扇、低压压气机、高压压气机喘振和失速问题，在设计的Tt。闭环回路前加入喘振裕度限制保护控制，并考虑到在起动过程的第1阶段中在起动机带转到发动机点火前矸。回路不起作用的特点，对五。回路设计了积分冻结逻辑。仿真结果表明：在满足给定喘振裕度和涡轮前总温不超温的条件下，涡轮前总温兀。闭环控制方法能够以持续的最大剩余功率使发动机从静止状态起动到慢车功率状态。关键词：起动控制规律；最大剩余功率；限制保护控制器；闭环控制；航空发动机中图分类号：V233．7文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．02．0

3、07StartingControlStrategyConsideringLimitProtectionforTurbofanEngineYINKail，WEIFan91，ZHANGRan91，HUANGLiu’．LIZhi—penf’。．WANGXi2’’(1．AVICCommercialAircraftEngineCo．，Ltd．Shanghai，201108China；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，BeihangUniversity，Beijing1()(}191，China；3．CollaborativeInnovat

4、ionCenterforAdvancedAero—Engine．Beijing1(J(1191．China；4．AVICAviationMotorControlSystemInstitute，WuxiJiangsu214063，China)Abstract：Startingcontrolstrategyeffectsturbofanengineperformancedirectly．Amethodologyofdesigningstartcontrolstrategiesusingclosed—loopcontrollawforthetotaltemperature

5、aftertheprimarycombustionchamber(n)wasproposedinordertopersistentlyobtainthemaximumsurpluspowerofhigh—lowpressuretwin—spoolduringawholestartingprocessforaturbofanengine．SeverallimitcontrollersforsurgemarginareaddedtothereferencecommandoftheZ4closedloop，takingintoaccountpreventionagains

6、tsurgeorstallforfan，low—pressurecompressorandhigh—pressurecompressor．FreezingtheintegralofthePIcontrollerbeforetheignitionofanengineisintroducedtoanti—windup．Thesimulationresultillustratesthatturbofanenginecansuccessfullystartfromengineofftoidlepowerwithapersistentmaximumsurpluspoweran

7、dtheprotectionofseverallimitcontrollers，whichcanguaranteeadequatesurgemarginofcompressioncomponentsandZ4tonotexceedthemaximumvalue．Keywords：startingcontrollaw；maximumsurpluspower；limitcontmller；closed—loopcontrol；aeroengine0引言航空发动机起动控制规律主要分2种：1种是按油气比或油随时间或转速变化的开环控制方案岬】；另1种是‰，转子加速度闭环控