航空发动机燃气温度调节器设计

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某型航空发动机主燃油泵调节器泵后压力保持装置设计仿真研究

某型航空发动机主燃油泵调节器泵后压力保持装置设计仿真研究发表时间：2020-06-12T07:34:09.467Z 来源：《防护工程》2020年6期作者：苏志善杨军杰杨瑞[导读] 根据某型航空发动机停车状态下保持主燃油泵调节器泵后压力（2.5～4.0MPa）的要求，通过方案论证、结构设计、仿真分析等手段自主设计了一套泵后压力保持装置。

并通过实际产品验证，证明泵后压力保持装置能够圆满实现停车状态下保持泵后最小压力的要求。

中国航发西安动力控制科技有限公司陕西西安 710077摘要：根据某型航空发动机停车状态下保持主燃油泵调节器泵后压力（2.5～4.0MPa）的要求，通过方案论证、结构设计、仿真分析等手段自主设计了一套泵后压力保持装置。

并通过实际产品验证，证明泵后压力保持装置能够圆满实现停车状态下保持泵后最小压力的要求。

关键词：航空发动机、主燃油泵调节器、压力保持装置、设计仿真、AMESim1 引言某型发动机及衍生型号都是利用齿轮泵作为主燃烧室供油装置。

这些型号发动机在消喘停车关闭主燃油出口油路时，大量燃油通过回油活门回到齿轮泵前，进而导致主燃油泵泵后压力过小，无法正常提供用于风扇和压气机导叶控制的高压油源（大于2.2MPa）。

如何保证停车消喘过程中泵后压力大于2.2 MPa是某型IPE发动机主燃油调节器研制的关键问题。

2 某型主燃油泵调节器简介某型发动机是适应空军未来面临的作战环境和转型要求，在总结我国航空发动机事业几十年来发展经验的基础上自行研发设计的推力增大型加力式涡轮风扇发动机。

发动机采用了具有第四代战斗机动力特征的矢量推力技术和全权限数字式电子控制系统（FADEC）,将大幅度提高飞机的机动性、可操作性、可靠性和维修性，使飞机的整体作战效能大大提高。

某型主燃油泵调节器是该型发动机主燃油控制系统的配套产品，它和电子控制器一同工作完成以下功能：1) 齿轮泵对低压燃油系统来油进行增压、供给主燃油计量活门、a1和a2 控制电液伺服阀；2) 按照数字电子控制器信号计量供给主燃烧室的燃油；3) 按照数字电子控制器信号调节风扇导叶角度；4) 按照电子控制器信号调节压气机导叶角度；5) 按照数字电子控制器的信号实现消喘和停车功能、并在消喘和停车过程中保证齿轮泵后压力在一定范围内（2.5～4.0MPa）。

某型航空发动机燃油流量调节器建模与故障仿真

Ａｓｒｃ：ｎａｒｅｇｎｕｌｅｕａｒｗｓｔｅｓｔｅｒｓａｃｂｅｔａｄｉａｈｍａｃｌｄｌａｓｂｉｅｃｏｄｎｂｔｔＡｅｏｎｉｅｆｅｒｇｌｔａｋｎａｅｅｒｈｏｊｃｎｔｍｔｅｔａｍｏｅｗｓｅｔｌｈｄａｃｒｉｔａｏａｈ，ｓｉａｓｇｏ
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关键词：油流量调节器；燃转速控制器；压差控制器；小波；油特性；空发动机供航
ＭｏｅｉｇａｄＦｕｔＳｉｕａｉｎｏｎＡｅｏｎｉｅＦｅｇｌｔｒｄｌｎａｌｍｌｔｆａｒｅｇｎｕｌｎｏＲｅｕａｏ
ｉｒｎｉｌｎｈｓｃｌｓｕｔｒ．ｈｅｔｄｔｔｅｔｉｔｔｓｉｔｒｄｙｈｖｌｔｈｏｒｃｎｓｆｈｄｌｗｓｖｒｉｔｐｃｐｅａｄｐｙｉａｔｃｕｅＴｅｔｓａａａｒａｎｓａｅｗａｆｅｅｂｔｅｗａｅｅ．ｅｃｒｅｔｅｓｏｔｅｍｏｅａｅｉｄｓｉｒｃｌＴｆｂｉｌｔｇＴｅｔｐｃｌａｌｆｕｌｒｇｌｔｒｗｒｎｌｚｄａｄｔｅｏｌｓｐｌｒｉｌｔｄｉｈａｌｒｄｆａｉｇｄａｈａｍ，ｙｓｍｕａｉ．ｈｙｉａｕｔｏｅｅｕａｏｅｅａａｙｅｎｈｉｕｐｙｗｅｅｓｎｆｓｆｍｕａｅｎｔｅｆｉｅｍｏｅｏｇｎｉｐｒｇｕｖｒｂｅｍｅｓｒｍｅｔｈｌａｎｌｇｉｇｈａｃｌｔｎｒｓｌｈｗｔａｈｆｃｆｔｅｖｒｂｅｍｅｓｒｍｅｔｈｌｅｒａｄａｉｌａｕｅｎｏｅｗｅｒａｄｃｏｇｎ．Ｔｅｃｌｕａｉｅｕｔｓｏｈｔｔｅｅｆｔｏｈａｉｌａｕｅｎｏｅｗａｎａｏｓｅａｃｏｇｎｎｔｅｏｌｓｐｌｈｒｃｅｉｔｓｉｓｇｉｃｎ，ｂｔｔｅｅｆｃｆｔｅａｉｇｄａｈａｍｎｔｅｏｌｓｐｌｈｒｃｅｓｉｓｉｎｔｌｇｉｇｏｈｉｕｐｙｃａａｔｒｉｓｉｎｆａｔｕｈｆｅｔｏｈｇｎｉｐｒｇＯｈｉｕｐｙｃａａｔｒｔｓｏｓｃｉｉｃｏｖｏｓｂｉｕ．

飞机航空发动机电子调节器综合测试仪[发明专利]

专利名称：飞机航空发动机电子调节器综合测试仪
专利类型：发明专利
发明人：陈旭,周维,钟睿,李洪斌,董宝君,何燕,陈晋,张波申请号：CN201911327818.3
申请日：20191220
公开号：CN111208797A
公开日：
20200529
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其是一种无需人干预的自动化测试系统。

具有测试速度快，精度高，结果直观，数据管理方便等特点，可以广泛用于各种不同类型的飞机机载设备检测系统的搭建,应用前景非常广泛，可以替代现有的欧美同类系统，以及对已经引进的欧美、俄制系统的更新换代。

申请人：四川大学
地址：610000 四川省成都市武侯区一环路南一段24号
国籍：CN
代理机构：深圳紫晴专利代理事务所(普通合伙)
代理人：陈彩云
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一型航空发动机燃油调节系统浅析

一型航空发动机燃油调节系统浅析作者：缪建波陈福利王慧颖来源：《中国科技纵横》2014年第05期【摘要】航空发动机燃油调节系统主要用来向主燃烧室、加力燃烧室以及燃油液压控制系统供给燃油，并根据发动机状态和外界条件的变化，调节供油量，以保证发动机在各个状态下都能稳定工作。

发动机在节流状态（即发动机油门手柄从最大位置移到慢车位置的移动区域所对应的发动机工作状态），由机械液压高压转子转速调节器控制；在最大和加力状态，由电子和机械液压调节器控制，采用闭环调节原理。

【关键词】燃油调节系统机械液压电子调节器节流状态最大状态1 燃油调节系统工作原理1.1 主燃烧室燃油调节系统的一般特性节流状态燃油流量的调节由液压机械高压转子转速调节器来完成。

最大和加力状态的调节，由电子和机械液压燃油调节系统共同完成。

当系统工作正常时，由发动机电子调节器内燃油控制通道进行调节。

通道调节器为模拟式，机械液压部分仅作为电子调节器的执行机构。

当电子调节器故障时，系统自动转换为机械液压调节器进行工作，机械液压调节器根据高压转速=f（油门杆，进气温度）进行调节。

1.2 液压机械部分与高压转子转速控制相关机构的简介高压转子转速调节器功用是在节流状态，或在最大和加力状态，发动机电子调节器故障完全失效、改由机械液压调节器工作时，根据给定的转速调节规律，自动保持给定的转速；当油门杆位置改变时，自动改变发动机的工作状态。

高压转子最大转速重调机构的功用是，当发动机电子调节器故障时，为保证发动机的安全，降低发动机高压转子的最大转速。

2 电子调节器2.1 电子调节器工作原理电子调节器是发动机电子—机械液压控制系统的一部分，用来调节发动机参数，向发动机控制附件、监控告警系统和机载记录系统发出指令。

调节器根据发动机进口温度，调节最大状态和加力状态的高低压转子转速以及涡轮后温度。

电子调节器燃油通道调节系统是指调节器中通过对发动机燃油流量的控制，来调节发动机状态的系统。

LM系列航改型燃气轮机发电机组一次调频功能探讨

机组实际运行负荷
电网频率
功功率输出，实现电网频率的稳定调节，本
文主要介绍 LM 系列航改型燃气轮机发电
机组一次调频的功能原理，以及在电厂项目应用中各参数
的设置原则。
1 LM 航改型燃气轮机发电机组的构成 LM 航改型燃气轮机发电机组由航空发动机改进而来，机组自身的一次调频响应能力非常强。
LM6000 燃气轮机发电机组一般作为联合循环应用，
程序配置、调节质量、人员操作等方面的优势，实际应用表明，LM 系列航改型燃气轮机可以很好地满足电网对一次调频的要求。
关键词院LM 系列航改型燃气轮机；一次调频；死区；功率限制；负载响应
中图分类号院V231.3
文献标识码院A
文章编号院1674-957X（2021）14-0053-02
0 引言以往频率调节一直由大容量机组来维
Internal Combustion Engine & Parts
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LM 系列航改型燃气轮机发电机组一次调频功能探讨
邱冬曰黄金梅
（华电通用轻型燃机设备有限公司，上海 201108）
摘要院分析了 LM 系列航改型燃气轮机发电机组的特点，探讨了 LM 系列燃气轮机发电机组一次调频的原理，在设备配置需求、
RMC 容量储备控制：RMC 控制的目的是使燃气轮机
S（g %） fn Q PGN 驻f
调速器调节速率（转速下垂率）机组额定频率 Hz
机组出现频率偏差驻f 时一次调频的功率调节量 MW 机组最大额定出力 MW 总的频率偏差量 Hz
能够带有一定的储备负荷运行，允许燃气轮机机组在接近其最大输出功率的情况下运行，而不需要驱动机组随着环境温度的变化全天基本负荷随时在变化。

航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述

收稿日期：2023-06-15基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：董威（1970），男，教授。

引用格式：董威，尹家录，郑培英，等.航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述[J].航空发动机，2023，49（5）：8-21.DONG Wei ，YIN Jialu ，ZHENG Peiying ，et al.Review:engine-level performance simulation of aeroengine and gas turbines[J].Aeroengine ，2023，49（5）：8-21.航空发动机Aeroengine航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述董威1，尹家录2，郑培英2，程显达1（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）摘要：整机总体性能仿真是航空发动机及燃气轮机仿真的重要组成部分，在航空发动机及燃气轮机的设计制造和使用全寿命周期内发挥着重要作用。

综合70多年来航空发动机及燃气轮机总体性能仿真的发展成果，梳理了各时期总体性能仿真的发展历程。

从基本方法、模型精细化、求解算法和修正方法等角度，分析了国内外以部件级模型为代表的基于物理机理的总体性能仿真方法研究现状；探讨了以人工神经网络、支持向量机和深度学习为代表的人工智能算法在总体性能仿真中的应用现状；介绍了机载模型、机理-数据混合模型和多维度模型基本方法和主要成果。

基于目前的研究成果和技术发展趋势，认为航空发动机及燃气轮机总体性能仿真应向物理机理模型更精细化、人工智能技术更深入和应用模型构建更为规范化的方向发展。

关键词：航空发动机；燃气轮机；总体性能；仿真；物理机理模型；人工智能；应用模型中图分类号：V231.1文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.05.002Review:Engine-level Performance Simulation of Aeroengine and Gas TurbinesDONG Wei 1，YIN Jia-lu 2，ZHENG Pei-ying 2，CHENG Xian-da 1（1.School of Mechanical Engineering ，Shanghai Jiao Tong University ，Shanghai 200240，China;2.AECC Shenyang Engine Research Institute ，Shenyang 110015，China ）Abstract ：Engine-level performance simulation is an integral aspect of aeroengine and gas turbine simulation,and plays a crucial role throughout the entire life cycle of design,manufacturing,and operation.This paper presents a comprehensive analysis of the development process of aeroengine and gas turbine performance simulation in each historical stage,building upon the accomplishments made over thepast 70years.The research status of physical mechanism performance simulation,primarily represented by the component-level model,was examined from various perspectives including basic methods,model refinement,solution algorithms,and correction methods.Further⁃more,the application of artificial intelligence algorithms,such as the artificial neural network,support vector machines,and deep learning,in engine-level performance simulation,was discussed.The paper also provided an overview of the fundamental methods and key achieve⁃ments of on-board models,mechanism-data hybrid models,and multi-dimensional models.Finally,based on current research findings andtechnological development trends,it is believed that the engine-level performance simulation of aircraft engines and gas turbines should de⁃velop towards a more refined physical mechanism model,deeper artificial intelligence technology,and more standardized application model construction.Key words ：aeroengine ；gas turbine ；engine-level performance ；simulation ；physical mechanism model ；artificial intelligence ；applica⁃tion model第49卷第5期2023年10月Vol.49No.5Oct.20230引言随着仿真技术的进步，航空发动机及燃气轮机的设计正逐渐从“试验设计”向“预测设计”转变。

航空发动机控制的书

航空发动机控制的书【原创版】目录1.航空发动机控制的书籍概述2.航空发动机控制系统的理论和分析方法3.航空发动机控制系统的设计方法4.航空发动机控制系统的发展方向5.航空发动机控制系统的应用案例正文航空发动机控制的书籍概述《航空发动机控制》是一本 2008 年由西北工业大学出版社出版的图书，作者是樊思齐。

该书全面系统地阐述了航空发动机控制系统的理论、分析与设计方法。

航空发动机控制系统是航空发动机的核心系统，其安全性是系统生命周期的重要要求。

随着科技的进步，航空电子设备逐渐向数字化、智能化方向发展，使得航空发动机控制系统的研究与应用越来越广泛。

航空发动机控制系统的理论和分析方法航空发动机控制系统主要通过控制燃油流量来实现对发动机工作状态的控制，因此，又被称为燃油调节系统。

其中含有大量的机械液压元件，如油泵、测量元件、液压放大器（滑阀、喷嘴挡板阀）、液压执行元件（液压缸、液压马达）及液压动力元件。

这些燃油调节系统专用的液压元件结构形式多种多样，功能种类繁多。

航空发动机控制系统的设计方法航空发动机控制系统的设计主要包括以下几个方面：首先，根据发动机的工作要求，确定控制系统的参数和结构；其次，选择合适的控制策略和算法，实现对发动机的精确控制；最后，通过仿真和实验验证控制系统的性能，确保其在实际工作中的可靠性和有效性。

航空发动机控制系统的发展方向随着航空发动机技术的不断发展，其控制系统也呈现出以下发展趋势：一是全权限数字式控制，通过采用数字电子技术，提高控制系统的精度和响应速度；二是智能化控制，通过引入人工智能技术，实现对发动机的自主学习和优化调整；三是集成化控制，通过将发动机控制系统与其他相关系统集成，实现对飞机的综合管理与控制。

航空发动机控制系统的应用案例航空发动机控制系统在各种飞机型号中都有广泛应用，如波音和空客等国际知名航空公司的飞机。

例如，波音 737NG 和空客 A320neo 等机型都采用了先进的发动机控制系统，实现了对发动机的高效、安全和可靠控制。

某型航空发动机燃油调节器改型设计研究

ｓｆｗａｅａｃｅｔｚｉｏｉｉｌｔｏｄｌｎｔｏｏｔｒｎｄｓｈｍａｉｅｔｍｅｄｍａｎｓｍｕａｉｎｍｏｅｉｇｍｅｈｄｓ，ｗｅｓｔｕｈａｈｍａｉａｄｌａｄｉａｅｅｐｔｅｍｔｅｔｃｌｍｏｅｎｓｍｕｌｔ
ｓｌｔｎｒｓｌｅｉｆｒｏ．ｉｒｅｏｓｌｅｔｅａｏｅｐｏｌｍｓｎｔｅｂｓｓｏｎｌｓｎｅｃｍｐｓｎ，ｕｃｉ — ｉａｉｅｕｔａｅｉｒｎｏｄｒｔｏｖｈｂｖｒｂｅ，ｏａｉｆａａｙｉｇｔｏｏｉｇｆｎｔｍｕｏｓｒｎｈｈｏ
ｎｉｇａｄｐｒｔｎｉｃｐｅｏｈａｒ — ｅｇｎｕｌｅｎｒＨｒｉｔｉ，ａｙｕｉｉｉｏｃｎｉｕｏｑｔｏｎｎｏｅａｉｇｐｒｎｉｌｆｔｅｅｏｎｉｅｆｅｏｔｏｅｎｄｅａｌｎｄｂｔｌｚｎｇｆｗｏｔｎｕｓｅｕａｉｎｌ
ｆｎｔｎａｄｉｔｒｏａｉｎｔｂｅｔｎｅｓｌｇｍｏｎｆｃｌｕａｉｎ，ｔｅｐｙｉａｉｎｆａｃｓａｉｕｕｎｅｕｃｉｎｎｅｐｌｔａｌ．Ｉｅｄａｅａｕｔｏａｃｌｔｏｏｒｏｈｈｓｃｌｓｉｃｎｅｉｍｂｇｏｓａｄｔｇｉｈ
第２卷第８９期
文章编号：０６— ３８２１）８— ０１４１０９４（０２００８ —０
计算机仿源自真２１年８０２月
某型航空发动机燃油调节器改型设计研究

航空发动机机械液压式导叶调节器优化设计分析

航空发动机机械液压式导叶调节器优化设计分析摘要：为进一步确保航空发动机工作的稳定性和工作效率，需要对其导叶调节器进行合理设计与优化。

通过采用适当的调节器，能够调整导叶的倾角，改变发动机的工作状态，增加或减少喘振裕度、推力。

在发动机导叶调节器中，不仅有多种信号的相互转化，还牵涉到不同协同结构的相互配合效果等等。

因此，其整体研究的难度和范围实际上比较广。

由于受到应用环境、技术等多种因素的影响，导叶调节器会出现各种问题，比如导叶角度偏关等，影响了发动机的整体性能。

因此，本文以一台航空发动机为例，探讨了导叶调节器优化的思路和具体方法，并进行了仿真，通过研究相关内容，最终通过了校验，有效提高了发动机的整体质量。

关键词：航空发动机；导叶调节器；优化设计导叶是航空发动机的核心部件之一，而导叶调节器就是决定导叶发挥功效和作用的“开关”。

如果没有导叶调节器，发动机就无法提供动力，因此，导叶调节器的工作质量是非常重要的[1]。

近年来，随着我国航空业的快速发展，飞机的运行环境及发动机工况的变化，使得飞机涡轮风扇的导叶性能也随之发生变化。

当前，所有的飞机都是利用航空综合管控系统，将发动机的功能发挥到最大，进而可以有效地提升航空发动机在各种工作环境下的最优性能[2]。

通过导叶调节器，能够发动机导叶的角度进行调整，进而改变发动机工作特性。

在机械液压控制系统中，导叶一般通过凸轮来实现对角度的控制，与数字电子控制相比，它的抗干扰能力更强，但与此同时，缺少自动化以及精准性也是影响其性能发挥的重要因素，因此，对航空发动机机械液压式导叶调节器进行优化，能够赋予飞机更好的安全性能，推动航空事业发展。

1.航空发动机机械液压式导叶调节器优化设计要求1.1温度控制由于导叶角度驱动是通过动筒动环得以实现，因此，导叶的角度与动筒活塞的位置成比例，为方便实施该方案，用发动机压气机入口的温度来代表本地的温度，可由下列公式来获得：1.2导叶控制在导叶控制时，利用由毛细管、螺旋管及波纹管组成的螺旋毛细管温度传感器来感知发动机的空气温度，再用离心器来感知发动机转速。

航空发动机控制

燃气涡轮发动机控制系统介绍现代燃气涡轮发动机闭环控制系统大致分为控制器、传感器、执行器与附件。

最简单的发动机控制系统是通过调节燃油流量来产生期望的发动机推力的系统。

但是实际上，飞行过程中获取飞机的推力是不现实的，而发动机的转子转速n 与发动机的增压比（EPR ）是容易获取的且能够表征推力的变化，通常被选择为被控参数。

控制变量为燃油流量，或者执行器（燃油流量计量阀）的位移。

飞机包线：典型的飞机包线表示为飞行高度与飞行马赫数之间关系。

对于涡喷与涡扇发动机，还包括环境温度坐标，也即三维图像。

发动机控制包线是一个允许发动机的工作范围，是以主控制变量燃油流量与发动机转子转速（在EPR 控制的情况下是增压比）之间的关系。

由于燃油流量比（油气比）比燃油流量更适合做主控制变量。

燃油流量比定义为燃油流量Wf 与压气机出口压力p3的比值RU=Wf/p3。

发动机建模与仿真一、稳态发动机模型二、动态发动机模型燃气涡轮发动机的三个基本动力学方程：转子动态方程、压力动态方程与温度动态方程。

单轴发动机转子动力学：单轴发动机可以近似为一个一阶惯性环节。

从输入变量燃油流量至输出变量的传递函数为：Y(s)cb d Wf (s)s a=+-，其中1111Q Q y y a ,b ,c ,d J n J W f J n J W f∆∆∆∆====∆∆∆∆。

双轴发动机转子动力学：为二阶模型。

表示为状态空间为：[]1111212212221212n a a n n a a n n y c c dWf n ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦，其中参数与单轴类似，为偏导数，偏导数的值由标称点处偏导数值获得。

表示为传递函数为：12Y(s)k(s z)Wf (s)(s r )(s r )+=++ 压力动力学：压力变化为质量变化的积分。

0p(s)(PV/T)M(s)s =∆。

温度动力学：两种温度动力学：一是由于容积内空气或者燃气的热力学状态改变引起的温度变化（相对较快，快温度动力学），二是金属部件与燃气之间热传导引起的温度变化（相对变化慢，慢温度动力学）。

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航空发动机燃气温度调节器设计
作者：陆刚吴志国
来源：《电子技术与软件工程》2015年第23期
摘要介绍了某航空发动机燃气温度调节器的设计方法，成功对模拟温度调节器进行了数字化。

以单片机为核心进行了硬件电路设计，并对控制软件进行了设计。

数字化调节器相比原模拟温度调节器可靠性高，外场使用维护方便等特点。

【关键词】航空发动机温度调节器控制律
1 引言
某型航空发动机原先配装的为模拟式燃气温度调节器，在实际使用中故障率高，已不满足发动机的使用要求。

考虑到发动机燃气温度控制系统的工作性能直接影响发动机的寿命，关系到飞机的安全，对该型模拟式温度调节器进行了数字化改进设计，数字化使产品的可靠性得到了提高，提高了控制精度，对提高整个飞机的安全性具有重要意义。

2 控制律确定
对模拟式温度调节器进行数字化改进设计，需要实现与模拟式温度调节器同样的控制律，最终能够实现原模拟式温度调节器的原位替换。

该型发动机燃气温度控制系统由热电偶、温度调节器和燃油调节器组成（见图1）。

调节器根据发动机涡轮后燃气温度和发动机工作状态，控制执行电机并由燃油调节器调整发动机的燃油供给量，实现调节和限制涡轮后燃气温度的功能。

温度调节器通过对燃油调节器中的执行电机进行控制实现燃油流量的调节，当涡轮后燃气温度值和给定限制温度相等，输出给电机的控制信号的占空比为50%，执行电机输出轴不转动；当涡轮后燃气温度值大于给定限制温度时，输出给执行电机的控制信号的占空比大于50%，执行电机输出轴逆转，带动放油针放油；当涡轮后燃气温度值小于给定限制温度时，输出给电机的控制信号的占空比小于50%，执行电机输出轴顺转，关闭放油针。

根据温度调节器的输入输出进行分析，温度调节器根据发动机涡轮后燃气温度值和给定限制温度的关系输出频率和占空比可变的控制信号，控制律主要是确定控制信号的占空比及频率与涡轮后燃气温度值的关系。

当发动机油门杆处于不同位置，发动机工作于“起飞”、“额定”和“最大”中的一种工作状态，在不同的工作状态下除给定限制温度不一样，其控制律是一样的，因此只要得到某种工作状态下的控制律即可。

选定一种工作状态，通过改变输入的模拟的发动机涡轮后燃气温度电势值，使调节器输出的不同占空比的控制信号，记录下在不同占空比时控制信号的频率和模拟的发动机涡轮后燃气温度电势值。

根据测得的数据，通过MATLAB进行仿真分析，最终得到了调节器的控制律。

3 硬件电路设计
数字化调节器采用单片机为核心的数字电路进行设计，内部主要由电源模块和接口与计算机处理模块组成。

电源模块将机上电源转换处理得到调节器内部各组成工作所需的各种电源以及电机工作所需的电源。

接口与计算机处理模块是数字化调节器的核心，其原理框图见图2。

接口与计算机处理模块主要由单片机系统、CPLD处理电路、T4处理电路、T0处理电路、多路选择开关、A/D转换电路、离散量处理电路、铁电存储电路、串口通讯电路等组成。

其工作原理如下：
T4处理电路：采集发动机涡轮后燃气温度T4信号，经过调理放大到A/D转换芯片的输入电压范围；
T0处理电路：测量热电偶的冷端温度T0，经过调理放大到A/D转换芯片的输入电压范围；
CPLD处理电路：根据CPU提供的空度和频率数据，输出频率和占空比可变的电机控制信号；将外部离散量信号传递给CPU处理电路，与CPU处理电路配合实现对外部器件的控制；
单片机系统：与扩展的EEPROM和SRAM协同工作，完成数据的采集计算、各功能电路的控制、通过RS-485总线实现与监测设备的数据通讯。

4 软件设计
调节器软件主要由两部分组成，一部分为控制软件，驻留在EEPROM中；一部分为监控软件，驻留在CPU内部的FLASH程序存储器中。

控制软件的主要用来：采集输入信号，按控制律输出脉冲占空比和频率、故障检测、维护与处理等。

监控软件的主要用来：读故障数据，进行维护，在线烧录控制软件等。

在Keil uVision2平台上开发了产品软件，主要实现的功能有：
（1）采集发动机涡轮后燃气温度T4、环境温度T0模拟量信号，经冷端补偿处理后得到发动机涡轮后燃气温度值；
（2）采集工作状态离散量，确定给定限制温度给定值；
（3）根据发动机涡轮后燃气温度值和限制温度给定值，按控制规律计算得到电脉冲空度和频率；
（4）与监控设备通讯功能；
（5）上电自检测、周期自检测功能；
（6）故障信息处理与存储功能；
（7）告警及保护控制功能。

相比原模拟调节器，数字化调节器具有以下优势：能实时监测各路输入值，方便了产品的故障定位，并可对系统中其他产品是否故障提供参考；在铁电存储器中可记录不同类型故障共16组，具备了事后对故障进行追溯的能力；控制规律可以灵活的调整而无需进行硬件改动。

5 对比测试
为了验证数字化的调节器与模拟式调节器输入输出特性是否一致，在同样的条件下，对两者进行了对比模拟测试。

根据测得的数据得到了两者的输入输出关系见图3和图4。

从对比测试的结果看。

模拟式调节器与数字式调节器的输入输出特性完全一致，数字式放大器的线性度要优于模拟式放大器。

6 应用与推广
目前数字化的调节器已配装发动机进行了地面试车考核，满足发动机系统的使用要求，下一步将装机进行试验考核。

随着今后数字化调节器的装机使用，将大大提供发动机温度控制系统的可靠性，减轻飞行员负担，具有显著的军事效益。

该产品同样适用于其它型号发动机燃气温度的自动调节和安全保护，仅通过简单软、硬件的更改即可推广到其它航空发动机自动控制系统中去，这对军品老产品的更新换代、缩短新产品研制周期、降低研制费、产品系列化和标准化设计有着深远的影响。

作者简介
陆刚（1975-），男，江苏省盐城市人。

现为苏州长风航空电子有限公司军品研究所高级工程师。

主要研究方向为发动机控制器。

吴志国（1984-），男，江苏省盐城市人。

现为苏州长风航空电子有限公司军品研究所工程师。

主要研究方向为发动机控制器和显示器电路设计。

作者单位
苏州长风航空电子有限公司军品研究所江苏省苏州市 215151。