一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法与流程

1.本技术属于电调控制系统领域，特别涉及一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法。


背景技术：

2.目前使用的航空发动机是带机械液压备份的电调控制系统，其中压气机进口可调叶片角度a2是调节发动机进气流量的关键部分，若a2控制失效，可能引起发动机喘振等风险。因此a2控制是由数字式电子控制系统和机械液压备份系统共同完成控制，是对发动机安全的双重保障。
3.电调状态下，数字电子控制器根据传感器采集值与设定的目标值的偏差输出占空比，控制a2活门衬套位置，进而控制a2角度。机械液压系统通过钢索反馈回a2角度，与主燃油泵调节器内设定的目标值比较后控制a2分油活门位置，进而控制a2角度。电调状态时，数字电子控制器与主燃油泵调节器共同控制a2角度，转备份后，只有主燃油泵调节器参与a2角度控制。当发动机减速时，为了使a2角度快速跟上设定的目标值，分别设计了电调状态与机械液压备份状态的a2超前控制功能，能够达到a2角度快速关小的目的。由于电调状态的a2超前控制功能是通过数字电子控制器实现，而备份状态的a2超前控制功能是通过主燃油泵调节器实现的，是两套相对独立的系统。但是主燃油泵调节器属于机械结构，制造时存在公差，也存在使用过程中的衰减问题，而数字电子控制器的控制精度是不变的，因此存在电调与备份a2超前控制功能不匹配的情况，会发生因备份系统进入超前控制而电调系统未进入超前控制而引起a2调节通道故障，控制系统会进入a2单通道转备份控制模式，该类故障发生后造成的影响较大，影响飞机的出动时间。虽然电调与备份a2超前控制功能不匹配的情况并不影响发动机的安全，但是报故后造成的影响较大，属于“误报”范畴。如何在不改变硬件的前提下，因电调与备份控制的a2超前功能不匹配而报出的“a2调节通道故障”是亟待解决的问题。
4.现有技术中对于a2超前控制相互干扰的解决办法有2个。第一，进行结构改进，将电调控制与备份控制的a2回路分开设计，实现互不干扰的目的。其缺点是需进行硬件改动，投产周期、试验验证周期均较长；第二，对a2调节通道故障的判故时间进行整体延长，虽然可以解决“误报”问题，但是其缺点是若单一延长所有状态的a2判故时间，会影响其他条件下a2的判故模式，可能会造成当发动机a2控制偏离不能及时发现而造成的风险，属于“漏报”范畴。
5.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供了一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
7.本技术的技术方案是：
8.一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，包括：
9.步骤一、获取电调系统进入a2超前控制功能的第一判据，以及备份系统进入a2超前控制功能的第二判据；
10.步骤二、根据所述第一判据以及所述第二判据，确定备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据；
11.步骤三、根据所述第三判据确定故障判断逻辑，给予电调系统延长调节时间，避免在所述故障判断逻辑下的a2调节通道故障的发生。
12.在本技术的至少一个实施例中，步骤一中，
13.所述电调系统进入a2超前控制功能的第一判据为：发动机实际转速与电调状态下转速目标值的差值大于第一阈值。
14.在本技术的至少一个实施例中，步骤一中，
15.所述备份系统进入a2超前控制功能的第二判据为：发动机实际转速与电调状态下备份转速目标值的差值大于第二阈值。
16.在本技术的至少一个实施例中，步骤二中，所述备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据为：
17.a+b≤n2＜c+d
18.其中，a表示备份系统进入a2超前控制功能所需的偏差，b表示电调状态下备份转速目标值，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，d表示电调系统进入a2超前控制功能所需的偏差。
19.在本技术的至少一个实施例中，步骤三中，所述根据所述第三判据，给予电调系统延长调节时间，避免在所述第三判据下的a2调节通道故障的发生包括：
20.根据所述第三判据确定故障判断逻辑，所述故障判断逻辑包括：进入逻辑、执行逻辑以及退出逻辑；
21.所述进入逻辑为：
22.a+b≤n2＜c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ①
23.f-e≥g且t
故障
≥t+
△
t
ꢀꢀꢀ②
24.f-e≥g且t
故障
≥t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ③
25.其中，n2表示发动机实际转速，e表示a2实际角度，f表示a2控制目标值，g表示故障判断阈值，t
故障
表示故障持续时间，t表示故障持续时间判断阈值，
△
t表示备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能模式下延长的时间；
26.所述执行逻辑为：
27.若满足条件
①
，则按照条件
②
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；
28.否则按照条件
③
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；
29.所述退出逻辑为：
30.n2-c≤p且t
退出
≥t2；
31.其中，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，p表示退出逻辑的转速差值判断阈值，t
退出
表示退出逻辑持续时间，t2表示退出逻辑时间阈值。
32.发明至少存在以下有益技术效果：
33.本技术的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，可避免因备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能而报故现象，兼顾防止“误报”也防止“漏报”的功能。
附图说明
34.图1是本技术一个实施方式的因备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能造成的故障情况示意图；
35.图2是本技术一个实施方式的油门杆角度和转速关系示意图。
具体实施方式
36.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
38.下面结合附图1至图2对本技术做进一步详细说明。
39.本技术提供了一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，包括以下步骤：
40.步骤一、获取电调系统进入a2超前控制功能的第一判据，以及备份系统进入a2超前控制功能的第二判据；
41.步骤二、根据第一判据以及第二判据，确定备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据；
42.步骤三、根据第三判据确定故障判断逻辑，给予电调系统延长调节时间，避免在故障判断逻辑下的a2调节通道故障的发生。
43.本技术的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，如图1所示为典型的备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的故障模式，由于备份系统进入超前模式，a2实际值迅速变大，与a2目标值形成较大偏差，电调系统会进行相应的调节，逐渐使a2实际值与a2目标值趋于一致。当备份系统退出a2超前控制时，a2实际值会突然变小，又产生较大偏差，而由于电调系统未进入超前控制，且执行机构也有一定的响应时间，不能在极短时间内将a2控制到目标值。当偏差达到一定数值且超过判故时间，控制系统会报出“a2调节通道故障”，执行a2单通道转备份控制。由于电调和备份控制是两套系统，判断发动机减速时的条件不匹配，会出现导致电调系统控制的a2不满足进入超前逻辑而备份
系统满足a2进入超前逻辑的情况，造成电调与备份a2超前控制功能不匹配的问题。
44.为了解决上述问题，本着原有硬件系统尽可能不改动或少改动的原则，使用软件算法识别出备份系统进入超前控制而电调系统未进入超前控制的模式，进而给予电调系统相应的调节时间，避免这种模式下的a2调节通道故障的发生。对a2调节通道故障的判故时间进行整体延长，虽然可以解决“误报”问题，但是其缺点是若单一延长所有状态的a2判故时间，会影响其他条件下a2的判故模式，可能会造成当发动机a2控制偏离不能及时发现而造成的风险，属于“漏报”范畴。因此识别出备份系统进入超前控制而电调系统未进入超前控制的模式，只针对该模式进行调节时间的延长意义重大。
45.在本技术的的一个实施方式中，图2给出了电调及备份油门杆角度和转速关系示意图，其中，
①
号曲线代表备份状态下转速目标值；
②
号曲线代表电调状态下转速目标值；
③
号曲线代表电调状态下备份转速目标值；
④
号曲线代表发动机实际转速。
46.由于电调控制和备份控制是两套系统，判断发动机进入超前功能的条件不同，电调系统判断进入a2超前控制功能是
④
号曲线与
②
号曲线差值大于某一数值，例如6％；备份系统判断进入a2超前控制功能是
④
号曲线与
③
号曲线差值大于某一数值，例如1％；电调状态下，
③
号曲线比
①
号曲线高一定数值，例如5％。
47.综上得到本技术中步骤一中，电调系统进入a2超前控制功能的第一判据为：发动机实际转速与电调状态下转速目标值的差值大于第一阈值；备份系统进入a2超前控制功能的第二判据为：发动机实际转速与电调状态下备份转速目标值的差值大于第二阈值。
48.根据上述判据，得到以下条件分类：
49.1)
④
号曲线与
②
号曲线差值大于6％且
④
号曲线与
③
号曲线差值大于1％，电调系统和备份系统同时进入超前控制功能，不会报故；
50.2)
④
号曲线与
②
号曲线差值小于6％且
④
号曲线与
③
号曲线差值小于1％，电调系统和备份系统都不进入超前控制功能，不会报故；
51.3)
④
号曲线与
②
号曲线差值大于6％且
④
号曲线与
③
号曲线差值小于1％，由于机械结构限制，不会发生这种情况；
52.4)
④
号曲线与
②
号曲线差值小于6％且
④
号曲线与
③
号曲线差值大于1％，会出现备份系统进入超前控制功能而电调系统未进入超前控制功能的模式，该种条件下由于进入超前控制功能不匹配而报故；
53.基于以上分析，条件4)是报故的原因所在，因此提出识别备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据为：
54.a+b≤n2＜c+d
55.其中，a表示备份系统进入a2超前控制功能所需的偏差，b表示电调状态下备份转速目标值，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，d表示电调系统进入a2超前控制功能所需的偏差。
56.本技术的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，机理分析中，当转速大于电调状态下备份转速目标值与备份系统进入a2超前功能所需的偏差之和且小于电调状态下转速目标值与电调系统进入a2超前功能所需的偏差之和，则表征备份系统a2进入超前控制而电调系统未进入a2超前控制。在得到备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据后，根据第三判据确定故障判断逻辑，给予电调系统延
长调节时间，避免在第三判据下的a2调节通道故障的发生包括：
57.根据第三判据确定故障判断逻辑，故障判断逻辑包括：进入逻辑、执行逻辑以及退出逻辑；
58.进入逻辑为：
59.a+b≤n2＜c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ①
60.f-e≥g且t
故障
≥t+
△
t
ꢀꢀꢀ②
61.f-e≥g且t
故障
≥t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ③
62.其中，n2表示发动机实际转速，e表示a2实际角度，f表示a2控制目标值，g表示故障判断阈值，t
故障
表示故障持续时间，t表示故障持续时间判断阈值，
△
t表示备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能模式下延长的时间；
63.执行逻辑为：
64.若满足条件
①
，则按照条件
②
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；
65.否则按照条件
③
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；
66.退出逻辑为：
67.n2-c≤p且t
退出
≥t2；
68.其中，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，p表示退出逻辑的转速差值判断阈值，t
退出
表示退出逻辑持续时间，t2表示退出逻辑时间阈值。
69.本技术的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，在原有硬件结构不变的基础上，保留机械液压备份的a2超前控制的前提下，能够有效避免因电调与备份干扰而造成的a2调节通道故障；设计软件识别算法和执行逻辑，能够识别出因备份系统进入超前控制功能而电调系统未进入超前控制功能而相互干扰的模式，避免因延长所有报故时间而造成a2控制偏离而不能及时发现的风险。
70.本技术的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，兼顾防止“误报”也防止“漏报”的功能，可以直接应用在各种航空发动机中，具有较好的市场应用前景。
71.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，其特征在于，包括：步骤一、获取电调系统进入a2超前控制功能的第一判据，以及备份系统进入a2超前控制功能的第二判据；步骤二、根据所述第一判据以及所述第二判据，确定备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据；步骤三、根据所述第三判据确定故障判断逻辑，给予电调系统延长调节时间，避免在所述故障判断逻辑下的a2调节通道故障的发生。2.根据权利要求1所述的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，其特征在于，步骤一中，所述电调系统进入a2超前控制功能的第一判据为：发动机实际转速与电调状态下转速目标值的差值大于第一阈值。3.根据权利要求2所述的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，其特征在于，步骤一中，所述备份系统进入a2超前控制功能的第二判据为：发动机实际转速与电调状态下备份转速目标值的差值大于第二阈值。4.根据权利要求3所述的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，其特征在于，步骤二中，所述备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据为：a+b≤n2＜c+d其中，a表示备份系统进入a2超前控制功能所需的偏差，b表示电调状态下备份转速目标值，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，d表示电调系统进入a2超前控制功能所需的偏差。5.根据权利要求4所述的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，其特征在于，步骤三中，所述根据所述第三判据，给予电调系统延长调节时间，避免在所述第三判据下的a2调节通道故障的发生包括：根据所述第三判据确定故障判断逻辑，所述故障判断逻辑包括：进入逻辑、执行逻辑以及退出逻辑；所述进入逻辑为：a+b≤n2＜c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ①
f-e≥g且t
故障
≥t+
△
t
ꢀꢀꢀ②
f-e≥g且t
故障
≥t
③
其中，n2表示发动机实际转速，e表示a2实际角度，f表示a2控制目标值，g表示故障判断阈值，t
故障
表示故障持续时间，t表示故障持续时间判断阈值，
△
t表示备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能模式下延长的时间；所述执行逻辑为：若满足条件
①
，则按照条件
②
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；否则按照条件
③
报出a2调节通道故障，并且进行a2单通道转备份控制；所述退出逻辑为：n2-c≤p且t
退出
≥t2；
其中，n2表示发动机实际转速，c表示电调状态下转速目标值，p表示退出逻辑的转速差值判断阈值，t
退出
表示退出逻辑持续时间，t2表示退出逻辑时间阈值。

技术总结
本申请属于电调控制系统领域，特别涉及一种电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法。包括：步骤一、获取电调系统进入a2超前控制功能的第一判据，以及备份系统进入a2超前控制功能的第二判据；步骤二、根据所述第一判据以及所述第二判据，确定备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能的第三判据；步骤三、根据所述第三判据确定故障判断逻辑，给予电调系统延长调节时间，避免在所述故障判断逻辑下的a2调节通道故障的发生。本申请的电调与备份a2超前控制功能不匹配故障的解决方法，可避免因备份系统进入a2超前控制功能而电调系统未进入a2超前控制功能而报故现象，兼顾防止“误报”也防止“漏报”的功能。的功能。的功能。


技术研发人员：童岩鹏 叶迪 方政 苏东旭 周萌 张永晨
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：2022.12.31
技术公布日：2023/6/28