CN105003341A - 一种发动机供油流量调节控制***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机燃油***结冰试验技术领域，具体涉及一种发动机供油流量调节控制***及控制方法，以解决目前的供油流量模拟***中，试验设备结构复杂、局限性大的问题。控制***可以包括伺服缸、流量计、PID控制器，通过PID控制器控制伺服缸来对流量调节阀进行调节，使得试验设备结构简单，适应性更强；另外，还通过燃油***回路中流量信息和伺服缸活塞杆的位置信息来对伺服缸进行闭环控制，使得流量调节更方便快捷且更准确。

Description

一种发动机供油流量调节控制***及控制方法
技术领域
本发明涉及飞机燃油***结冰试验技术领域，具体涉及一种发动机供油流量调节控制***及控制方法。
背景技术
飞机燃油***任务是给发动机提供持续的满足压力要求的燃油；在试验室，燃油***试验需要模拟发动机的耗油量变化，燃油***在油箱内配有供油泵，燃油通过供油管路输送到发动机低压泵；而发动机供油流量模拟***就是用于控制燃油***中燃油流量的变化，从而模拟发动机低压泵入口处的压力流量变化。
原有的供油流量模拟***使用电液伺服阀带动流量调节阀，从而达到对发动机供油流量变化的模拟，必须有电液伺服阀以及相应的动力液压源，最终使得试验设备结构复杂、局限性大。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机供油流量调节控制***及控制方法，以解决目前的供油流量模拟***中，试验设备结构复杂、局限性大的问题。
本发明的技术方案是：
一种发动机供油流量调节控制***，包括：
伺服缸，其活塞杆与燃油***回路中的流量调节阀连接，用于控制所述流量调节阀的开度，还用于生成所述伺服缸活塞杆的位置信号；
流量计，设置在所述燃油***回路中，用于检测得到流过所述流量调节阀的实际流量值；
PID控制器，用于将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制所述伺服缸活塞杆伸缩的作动信号，以驱动所述流量调节阀开启一个与所述期望流量值相对应的开度；
所述PID控制器还用于判断所述实际流量值与所述期望流量值是否相等，并在所述实际流量值与所述期望流量值不相等时，根据所述伺服缸活塞杆的位置信号和所述流量调节阀的实际流量值信号，来控制所述伺服缸驱动所述流量调节阀，以使得所述实际流量值等于所述期望流量值。
可选地，所述燃油***包括发动机、试验油箱、散热器以及所述流量调节阀，所述试验油箱的出油端口和回油端口分别通过管路连接至所述发动机，所述散热器设置在所述试验油箱的出油端口与所述发动机之间，所述流量调节阀设置在所述试验油箱的回油端口与所述发动机之间。
可选地，所述的发动机供油流量调节控制***还包括连接机构，所述连接机构包括：
连接架，所述伺服缸的本体固定设置在所述连接架的顶部，所述流量调节阀的本体固定设置在所述连接架的底部，且位于所述伺服缸的本体的竖直下方，另外，所述伺服缸的活塞杆的轴线与所述流量调节阀的阀杆的轴线重合；
连接件，一端与所述伺服缸的活塞杆端部固定连接，另一端与所述流量调节阀的阀杆的端部固定连接。
本发明还提供了一种根据上述任一项所述发动机供油流量调节控制***的控制方法，包括如下步骤：
步骤一、所述PID控制器将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制伺服缸活塞杆伸缩的作动信号；
步骤二、所述伺服缸活塞杆根据所述作动信号进行伸缩，以驱动所述流量调节阀开启一个与所述期望流量值相对应的开度；
步骤三、所述流量计检测得到流过所述流量调节阀的实际流量值，并将所述实际流量值传递至所述PID控制器；
同时，所述伺服缸将所述活塞杆的位置信号传递至所述PID控制器；
步骤四、所述PID控制器判断所述实际流量值与所述期望流量值是否相等，相等时进行步骤五；否则，进行步骤六；
步骤五、保持所述伺服缸的活塞杆处于步骤二中的位置；
步骤六、所述PID控制器根据所述伺服缸活塞杆的位置信号和所述流量调节阀的实际流量值信号，来控制所述伺服缸活塞杆驱动所述流量调节阀，以使得所述实际流量值等于所述期望流量值。
本发明的有益效果：
本发明的发动机供油流量调节控制***及控制方法中，通过伺服缸来对流量调节阀进行调节，使得试验设备结构简单，适应性更强；另外，还通过燃油***回路中流量信息和伺服缸活塞杆的位置信息来对伺服缸进行闭环控制，使得流量调节更方便快捷且更准确。
附图说明
图1是本发明发动机供油流量调节控制***的结构示意图；
图2是本发明连接架的结构示意图；
图3是本发明连接件的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
如图1和图3所示，本发明提供的一种发动机供油流量调节控制***，用于对飞机燃油***结冰试验的燃油***回路中的流量调节阀进行控制。控制***可以包括伺服缸2、流量计41、PID控制器1等。
伺服缸2可以采用多种已知的伺服缸，其包括的活塞杆与燃油***回路中的流量调节阀4连接，用于控制流量调节阀4的开度。其中，活塞杆是与流量调节阀4的阀杆连接，可以采用多种适合的连接方式，本实施例中，是通过连接机构3进行连接。伺服缸2中自带的位置反馈功能，能够生成活塞杆的位置信号，并将位置信号传递至PID控制器1。
具体地，连接机构3包括连接架31和连接件32。连接架31可以采用多种适合的结构，例如矩形框架、圆柱形框架等；本实施例中，如图2所示，采用矩形框架，包括四根支撑圆柱和上下底板，且上下底板上开设有圆孔；伺服缸2的本体固定设置在连接架31的顶部(上底板的上表面)；流量调节阀4的本体固定设置在连接架31的底部(下底板的下表面)，且位于伺服缸2的本体的竖直下方。进一步，伺服缸2的活塞杆的一端穿过上底板的孔伸入连接架31内部，流量调节阀4的阀杆的一端穿过下底板的孔伸入连接架31内部，并与上述活塞杆的一端通过连接件32固定连接，并且伺服缸2的活塞杆的轴线与流量调节阀4的阀杆的轴线重合。连接件32同样可以为多种适合的结构，不再赘述。
流量计41可以采用多种已知的流量计，设置在燃油***回路中，用于检测得到流过流量调节阀4的实际流量值，并将实际流量值信号传递至PID控制器1。
PID控制器1同样可以采用多种适合的PID控制器，用于将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制伺服缸2活塞杆伸缩的作动信号，以驱动流量调节阀4开启一个与期望流量值相对应的开度。另外，PID控制器1还可以具有流量输入端(未示出)，用于输入试验所需的期望流量值。
进一步，PID控制器1还用于判断实际流量值与期望流量值是否相等，并在实际流量值与期望流量值不相等时，根据伺服缸2活塞杆的位置信号和流量调节阀4的实际流量值信号，来控制伺服缸2驱动流量调节阀4，以使得实际流量值等于期望流量值。其中，基于PID控制器的闭环控制***技术已经非常成熟，此处不再赘述。
本发明的发动机供油流量调节控制***中，通过伺服缸2来对流量调节阀4进行调节，使得试验设备结构简单，适应性更强。另外，本发明还能够通过燃油***回路中流量计41测得到的流量信息和活塞杆的位置信息来对伺服缸进行闭环控制，使得流量调节更方便快捷且更准确。
本发明的燃油***包括发动机7、试验油箱5、散热器6以及所述流量调节阀4，所述试验油箱5(内设置有油泵)的出油端口和回油端口分别通过管路连接至所述发动机7，所述散热器6设置在所述试验油箱5的出油端口与所述发动机7之间，所述流量调节阀4设置在所述试验油箱5的回油端口与所述发动机7之间。其中，结冰试验需要考核燃油***是否能够在低温工况下达到设计要求的流量、压力，因此，在供油回路增加散热器6给燃油降温。
本发明还提供了一种发动机供油流量调节控制***的控制方法，包括如下步骤：
步骤一、所述PID控制器1将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制伺服缸2活塞杆伸缩的作动信号。
步骤二、所述伺服缸2活塞杆根据所述作动信号进行伸缩，以驱动所述流量调节阀4开启一个与所述期望流量值相对应的开度。
步骤三、所述流量计41检测得到流过所述流量调节阀4的实际流量值，并将所述实际流量值传递至所述PID控制器1。
同时，所述伺服缸2将活塞杆的位置信号传递至所述PID控制器1。
步骤四、所述PID控制器1判断所述实际流量值与所述期望流量值是否相等，相等时进行步骤五；否则，进行步骤六。
步骤五、保持所述伺服缸2的活塞杆处于步骤二中的位置。
步骤六、所述PID控制器1根据所述伺服缸2活塞杆的位置信号和所述流量调节阀4的实际流量值信号，来控制所述伺服缸2活塞杆驱动所述流量调节阀4，以使得所述实际流量值等于所述期望流量值。
同样，本发明的发动机供油流量调节控制***的控制方法中，通过伺服缸2来对流量调节阀4进行调节，使得试验设备结构简单，适应性更强。另外，还能够通过燃油***回路中流量计41测得到的流量信息和活塞杆的位置信息来对伺服缸进行闭环控制，使得流量调节更方便快捷且更准确。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种发动机供油流量调节控制***，其特征在于，包括：
伺服缸(2)，其活塞杆与燃油***回路中的流量调节阀(4)连接，用于控制所述流量调节阀(4)的开度，还用于生成所述活塞杆的位置信号；
流量计(41)，设置在所述燃油***回路中，用于检测得到流过所述流量调节阀(4)的实际流量值；
PID控制器(1)，用于将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制所述伺服缸(2)活塞杆伸缩的作动信号，以驱动所述流量调节阀(4)开启一个与所述期望流量值相对应的开度；
所述PID控制器(1)还用于判断所述实际流量值与所述期望流量值是否相等，并在所述实际流量值与所述期望流量值不相等时，根据所述伺服缸(2)活塞杆的位置信号和所述流量调节阀(4)的实际流量值信号，来控制所述伺服缸(2)驱动所述流量调节阀(4)，以使得所述实际流量值等于所述期望流量值。
2.根据权利要求1所述的发动机供油流量调节控制***，其特征在于，所述燃油***包括发动机(7)、试验油箱(5)、散热器(6)以及所述流量调节阀(4)，所述试验油箱(5)的出油端口和回油端口分别通过管路连接至所述发动机(7)，所述散热器(6)设置在所述试验油箱(5)的出油端口与所述发动机(7)之间，所述流量调节阀(4)设置在所述试验油箱(5)的回油端口与所述发动机(7)之间。
3.根据权利要求1或2所述的发动机供油流量调节控制***，其特征在于，还包括连接机构(3)，所述连接机构(3)包括：
连接架(31)，所述伺服缸(2)的本体固定设置在所述连接架(31)的顶部，所述流量调节阀(4)的本体固定设置在所述连接架(31)的底部，且位于所述伺服缸(2)的本体的竖直下方，另外，所述伺服缸(2)的活塞杆的轴线与所述流量调节阀(4)的阀杆的轴线重合；
连接件(32)，一端与所述伺服缸(2)的活塞杆端部固定连接，另一端与所述流量调节阀(4)的阀杆的端部固定连接。
4.一种如权利要求1-3任一项所述发动机供油流量调节控制***的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、所述PID控制器(1)将试验所需的期望流量值信号转化成用于控制伺服缸(2)活塞杆伸缩的作动信号；
步骤二、所述伺服缸(2)活塞杆根据所述作动信号进行伸缩，以驱动所述流量调节阀(4)开启一个与所述期望流量值相对应的开度；
步骤三、所述流量计(41)检测得到流过所述流量调节阀(4)的实际流量值，并将所述实际流量值传递至所述PID控制器(1)；
同时，所述伺服缸(2)将所述活塞杆的位置信号传递至所述PID控制器(1)；
步骤四、所述PID控制器(1)判断所述实际流量值与所述期望流量值是否相等，相等时进行步骤五；否则，进行步骤六；
步骤五、保持所述伺服缸(2)的活塞杆处于步骤二中的位置；
步骤六、所述PID控制器(1)根据所述伺服缸(2)活塞杆的位置信号和所述流量调节阀(4)的实际流量值信号，来控制所述伺服缸(2)活塞杆驱动所述流量调节阀(4)，以使得所述实际流量值等于所述期望流量值。
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