本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种涡扇发动机进口总压重构方法及装置。该方法包括：步骤S1、在设计状态喷口面积及指定温度条件下，确定发动机总压比与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线；步骤S2、调整喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；步骤S3、在相同指定温度条件下，确定多个第二关系曲线；步骤S4、根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；步骤S5、根据发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。本申请根据喷口面积的调整，对进口总压重构函数进行修正，能够改善主燃油控制算法，提高过渡过程中主要控制参数的跟随性。
1.一种涡扇发动机进口总压重构方法，其特征在于，包括：步骤S1、在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
步骤S2、调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
步骤S3、针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
步骤S4、在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
步骤S5、根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
2.如权利要求1所述的涡扇发动机进口总压重构方法，其特征在于，步骤S1中，采用整机性能仿真软件仿真获得所述第一关系曲线。
3.如权利要求1所述的涡扇发动机进口总压重构方法，其特征在于，步骤S2中，获得按指定步长变化的涡轮膨胀比的个数不少于5个。
4.如权利要求1所述的涡扇发动机进口总压重构方法，其特征在于，步骤S4中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划。
5.如权利要求1所述的涡扇发动机进口总压重构方法，其特征在于，所述指定温度为
6.一种涡扇发动机进口总压重构装置，其特征在于，包括：第一关系曲线生成模块，用于在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
涡轮膨胀比变换模块，用于调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
第二关系曲线生成模块，用于针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
插值模块，用于在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
重构模块，用于根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
7.如权利要求6所述的涡扇发动机进口总压重构装置，其特征在于，所述第一关系曲线生成模块中，采用整机性能仿真软件仿真获得所述第一关系曲线。
8.如权利要求6所述的涡扇发动机进口总压重构装置，其特征在于，所述涡轮膨胀比变换模块中，获得按指定步长变化的涡轮膨胀比的个数不少于5个。
9.如权利要求6所述的涡扇发动机进口总压重构装置，其特征在于，所述插值模块中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划。
10.如权利要求6所述的涡扇发动机进口总压重构装置，其特征在于，所述指定温度为
一种涡扇发动机进口总压重构方法及装置
技术领域
[0001] 本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种涡扇发动机进口总压重构方法及装置。
背景技术
[0002] 全权限数字电子控制系统(电调系统)以其高精确的控制律，让航空涡扇发动机的性能和稳定性得到大幅提升。但是发动机在包线内不同飞行条件下工作时，稳态和动态特性差异较大，且是非线性的，传统的自动控制理论不能保证发动机在全包线范围内稳定控制，因此相关的控制参数需要依据进口总温T1、进口总压P1进行修正。
[0003] 进口总温、进口总压的测点一般选择在进气道内。进气道内布置测点的典型缺点是受感部容易断裂造成发动机打伤。目前部分发动机选择不进行进口总压的测量。一种已有的解决方案是使用压气机出口总压P3重构进口总压P1。当发动机在空中稳定工作时，压缩系统工作点在共同工作线上移动，使用整机性能软件仿真计算得出P3/P1与压缩系统转速的对应关系。利用测量的转速及高压压气机出口总压P3可以反向重构进口总压P1。
[0004] 使用转速及高压压气机出口总压P3反向重构进口总压P1的技术，示意图如图1所示。该方法能够表征P1的大致水平，但是误差相对较大，误差的来源在于该方法在设计时未考虑到发动机状态调整，如喷口面积变化，带来的匹配关系偏差。特别是现在的发动机出厂交付试车时，相关试车规范、国军标中都会对推力进行要求，当推力不达标时需对发动机状态进行调整，最常用的调整手段就是调整喷口控制面积，喷口面积的变化造成几何状态出现偏差，共同工作线偏移。从发动机原理上分析，喷口面积增加，发动机流通能力增强，共同工作线下移，造成同转速下增压比(P3/P1)与设计状态出现偏离。喷口面积调整越多，偏差越大。进口总压重构误差的增加会导致主燃油算法精度降低，发动机进行过渡态控制时会出现转速、温度、压力等主要参数跟随性差、超调量高、稳定性低、静差增加等现象。
发明内容
[0005] 本申请提供了一种涡扇发动机进口总压重构方法及装置，用于消除发动机状态变化，主要是喷口面积的变化，对进口总压重构造成的偏差。本申请主要依据喷口面积调整情况，对进口总压重构函数进行修正。
[0006] 本申请第一方面提供了一种涡扇发动机进口总压重构方法，包括：
[0007] 步骤S1、在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
[0008] 步骤S2、调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
[0009] 步骤S3、针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
[0010] 步骤S4、在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
[0011] 步骤S5、根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
[0012] 优选的是，步骤S1中，采用整机性能仿真软件仿真获得所述第一关系曲线。
[0013] 优选的是，步骤S2中，获得按指定步长变化的涡轮膨胀比的个数不少于5个。
[0014] 优选的是，步骤S4中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划。
[0015] 优选的是，所述指定温度为288K。
[0016] 本申请第二方面提供了一种涡扇发动机进口总压重构装置，主要包括：
[0017] 第一关系曲线生成模块，用于在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
[0018] 涡轮膨胀比变换模块，用于调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
[0019] 第二关系曲线生成模块，用于针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
[0020] 插值模块，用于在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
[0021] 重构模块，用于根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
[0022] 优选的是，所述第一关系曲线生成模块中，采用整机性能仿真软件仿真获得所述第一关系曲线。
[0023] 优选的是，所述涡轮膨胀比变换模块中，获得按指定步长变化的涡轮膨胀比的个数不少于5个。
[0024] 优选的是，所述插值模块中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划。
[0025] 优选的是，所述指定温度为288K。
[0026] 本申请的关键点和保护点是：在电调控制系统中，利用涡轮膨胀比的调整，对进口总压重构函数进行修正。
[0027] 本申请根据喷口面积的调整，对进口总压重构函数进行修正，能够改善主燃油控制算法，提高过渡过程中主要控制参数的跟随性。
附图说明
[0028] 图1为现有技术中重构进口总压使用的关系曲线示意图。
[0029] 图2为本申请涡扇发动机进口总压重构方法的流程图。
[0030] 图3为本申请图2所示实施例的膨胀比控制计划变化时总压比P3/P1的变化示意图。
具体实施方式
[0031] 为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0032] 本申请第一方面提供了一种涡扇发动机进口总压重构方法，如图2所示，主要包括：
[0033] 步骤S1、在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
[0034] 步骤S2、调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
[0035] 步骤S3、针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
[0036] 步骤S4、在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
[0037] 步骤S5、根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
[0038] 在步骤S1中，使用整机性能仿真软件，采用设计状态喷口面积A8，计算设计状态，T1＝A条件下，发动机总压比P3/P1和换算转速n2r的关系曲线，即设计膨胀比，确定后续修正基准。A一般取288K。
[0039] 步骤S2中，确定喷口面积变化对共同工作线的影响。通过调整喷口面积A8，分别计算与步骤1相同T1条件下，涡轮膨胀比从设计状态到(设计状态+5a)范围内，以a为步长变化时，发动机总压比P3/P1和换算转速n2r的关系曲线，如图3所示。得出不同换算转速下，总压比P3/P1函数，即P3/P1＝f(n2r,πT)，如表1所示。其中πT为涡轮膨胀比。
[0040] 表1 P3/P1＝f(n2r,πT)
[0041]
[0042] 在步骤S4中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度T1＝A条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划πTdem。根据πTdem和发动机实时采集的换算转速n2r，按照图3或者表1结果进行插值，得出的总压比P3/P1即为修正后的进口总压重构函数。
[0043] 最后，在步骤S5中，根据发动机实时采集的压气机后压力P3和步骤S4计算出的总压比P3/P1，进行进口总压重构。
[0044] 本申请根据喷口面积的调整，对进口总压重构函数进行修正，能够改善主燃油控制算法，提高过渡过程中主要控制参数的跟随性。
[0045] 本申请第二方面提供了一种涡扇发动机进口总压重构装置，主要包括：
[0046] 第一关系曲线生成模块，用于在设计状态喷口面积A8及指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的第一关系曲线，其中P3为压气机出口总压，P1为发动机进口总压；
[0047] 涡轮膨胀比变换模块，用于调整所述喷口面积，获得按指定步长变化的多个涡轮膨胀比；
[0048] 第二关系曲线生成模块，用于针对各涡轮膨胀比，在相同指定温度条件下，确定发动机总压比P3/P1与高压换算转速、涡轮膨胀比之间的多个第二关系曲线；
[0049] 插值模块，用于在由所述第一关系曲线及多个所述第二关系曲线构成的图表中，根据涡轮膨胀比控制计划及实时采集的高压换算转速，插值获得发动机总压比；
[0050] 重构模块，用于根据所述发动机总压比及实时采集的压气机出口总压，重构所述发动机进口总压。
[0051] 在一些可选实施方式中，所述第一关系曲线生成模块中，采用整机性能仿真软件仿真获得所述第一关系曲线。
[0052] 在一些可选实施方式中，所述涡轮膨胀比变换模块中，获得按指定步长变化的涡轮膨胀比的个数不少于5个。
[0053] 在一些可选实施方式中，所述插值模块中，在发动机经检验出厂试车调整后，及指定温度条件下记录所述涡轮膨胀比控制计划。
[0054] 在一些可选实施方式中，所述指定温度为288K。
[0055] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。
