Способ автоматического управления газотурбинным двигателем и система для его осуществления

С 9 2 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИ судАРстВетшОе пАтентнОе ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС. (56) Белкин Ю.С, Боев Б.В. и др. Интегральныесистемы автоматического управления силовыми установками самолетов. М.: Машиностроение, 1983, с 210,рис.5.5.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к управлению газо- турбинными двигателями летательных аппаратов и позволяет повысить надежность управления силовой установкой. При отсутствии отказов уп - равление двигателем 1 осуществляется основным электронным каналом 4 управления по сиг - налам с датчиков 2 параметров двигателя, при этом управляющии сигнал подается через первый коммутатор 6, электромеханический преобразователь 7 и второй коммутатор 8 на управляющий сервомотор 9. При работе на устачовившихся режимах в блоке 12 формируется равновесный управляющий сигнал В случае отказа основного канала 4, определяемого блоком 5 контроля логический блок 11 перекп 1 очает управление двигателями. Если отказ происходит на переходном режиме, то включается управление двигателем от резервного электронного регулятора 10 переходных режимов, если на становившемся - определяется тип отказа (неисправность или сбой), если сбой - то возвращается управление двигателем основному каналу 4, если неисправность - происходит переключение на резервный гидромеханический канал 3 управления.Изобретение относится к авиационнойтехнике, в частности к автоматическому управлению газотурбинными двигателями.(ГТЩ, и позволяет повысить надежность системы автоматического управления с основным электронным и резервнымгидромеханическим каналами регулирования,Цель изобретения - повышение надежности управления при сохранении качествапроцессов регулирования.На фиг.1 представлена структурная схема системы автоматического управленияСАУ), реализующая предлагаемый способ;на фиг.2 - структурная схема блока форми. рования равновесного сигнала управления;на фиг.З - схема логического блока; на фиг.4- структурная схема блока контроля; нафиг.5 - диаграмма работы блока контроляпри сбое; на фиг,б - диаграмма работы блока контроля при отказе,Система для реализации способа автоматического управления ГТД 1 содержитдатчики 2 параметров ГТД 1, подключенныек резервному гидромеханическому каналу 3управления и первому вводу основногоэлектронного канала 4 управления, первыйвыход которого подключен к блоку 5 контроля, а второй - к первому входу первого коммутатора б, выход которого черезэлектромеханический преобразователь 7подключен к первому входу второго коммутатора 8, второй вход которого подключен квыходу канала 3, а выход - к управляющемусервомотору 9, связанному с ГТД 1, Крометого, система содержит резервный электронный регулятор 10 переходных режимов,логический блок 11. блок 12 формированияравновесного управляющего сигнала и блок13 выделения режима, первый и второй входы которого подключены соответственно квторому и третьему выходам канала 4; второй вход которого подключен к выходу регулятора 10. первый и второй выходы блока 5соответственно к первому и второму входамблока 11, третий вход которого подключен квыходу блока 13, первый выход - к управляющему входу зторого коммутатора 8, второйвыход- к управляющему входу первого коммутатора б, третий выход - к третьему входуканала 4, второй выход которого подключенк первому входу блока 12, выход которогоподключен к второму входу первого кОммутатора б, а второй вход - к четвертому выходу блока 11,Основной электронный канал 4 управления выполнен в виде электронного регулятора 14 переходных режимов.электронного регулятора 15 установившихся режимов, третьего коммутатора 16 и с. лектора 17, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора б, а первый вход - к выходу третьего коммутатора 16, первые выходы регуляторов 14 и 15 5 подключены к входу блока 5, а их первыевходы - к датчикам 2, второй выход регулятора 14 подключен к первому входу третьего коммутатора 1 б, второй вход которого подключен к выходу регулятора 10, второй вы ход регулятора 15 подключен к второму. входу селектора 17 и второму входу блока13, управляющий вход третьего коммутатора подключен к третьему выходу блока 11.Блок 12 формирования равновесного 15 управляющего сигнала выполнен в аиде последовательно соединенных элемента 18 сравнения, четвертого коммутатора 19 с вторым входом, подключенным к шине нулевого потенциала, и интегратора 20, выход 20 которого подключен к второму входу первого коммутатора б, первый вход элемента 18 подключен к второму выходу канала 4, второй вход - к выходу интегратора 20, управляющий вход четвертого коммутатора 19 25 подключен к четвертому выходу блока 11,Логический блок 11 содержит элементыИ 21 - 23, инвертор 24 и элементы ИЛИ 25 и 2 б.Блок 5 контроля содержит устройство 30 27 выявления неисправностей, вход которого является входом блока контроля, устройство 28 задержки, первый вход которого соединен с выходом устройства 27, элементы И 29 и 30 и инаертор 31. Выход элемента 35 И 29 является первым выходом блока 5, выход элемента И 30 - . вторым выходом блока,. Второй вход устройства 28 соединен с вторым выходом устройства 27 и вторым входом элемента И 30, первый вход которого 40 соединен с выходом инвертора 31, Выходустройства 27 также соединен с первым входом элемента И 29, второй вход которого соединен с выходом устройства 28 и входом инвертора 31.45 Способ автоматического управленияГТД осуществляется следующим образом.Сигналы с датчиков 2, измеряющих параметры ГТД 1, подаются на канал 4 (на регуляторы 14 и регулятор 15), а также на 50 канал 3 и регулятор 10. Возможны два слу.чая работы системы -штатная работа системы, когда исправен канал 4, и работа системы в случае отказов и сбоев в канале 4.55 Штатная работа предлагаемой системы.Сигналы с выхода регулятора 14 черезкоммутатор 1 б и с выхода регулятора 15 поступаюг на входы селектора 17. Выходной сигнал селектора 17, равный по величине тому и.1 го входных сигналов, дмлитуда(56) Белкин Ю.С., Боев Б.В, и др. Интегральные системы автоматического управленияФормула изобретения1. Способ автоматического управления 5газотурбинным двигателем путем регулирования параметров двигателя по сигналууправления, формируемому основнымэлектронным каналом, допускового контроля управляющего сигнала основного 10электронного канала. идентификации типаотказа при отказе основного электронногоканала и формирования на время идентификации типа отказа управляющего сигнала равным постоянной величине, переклю 15чения на управление двигателем отосновного электронного канала в случаеединичного сбоя или от резервного гидромеханического канала в противном случае,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при сохранении качестварегулирования, дополнительно определяют режим работы двигателя, для установившегося режима формируют равновесный управляющий сигнал, при появленииотказа или сбоя основного электронногоканала на переходном режиме переключают на время переходного режима управления двигателем на управление от резервного электронного регулятора переходных.режимов, а при появлении отказа или сбояосновного электронного канала на установившемся режиме в качестве постояннойвеличины для формирования управляющего сигнала используют сформированныйравновесный управляющий сигнал,2,Способ по п.1, отличающийся тем,что формирование равновесного управляющего сигнала производят путем отслеживания с. заданной постоянной временивыходного сигнала основного электронного канала при установив:лемся режиме работы двигателя и отсутствии отказа 45основного электронного канала, при переходном режиме работы двигателя или отказе основного электронного канала равновесный управляющий сигнал формируютравным его значению на момент начала 50переходного режима или выявления отказаосновного электронного канала.Э,Система для автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая датчикипараметров 55газотурбинного двигателя, подключенныек резервному гидромеханическому каналу управления и первому входу основногоэлектоонного канала управления, первый выход которого подключен к блоку контроустановками самолетов. М,; Машиностроение. 1983, с.210, рис.5,5,ля, а второй - к первому входу первого коммутатора, выход которого через электромеханический преобразователь подключен к первому входу второго коммутатора, второй вход которого подключен к выходу резервного гидромеханического канала управления, а выход - к управляющему сервомотору, связанному с газотурбинным двигателем, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит резервный электронный регулятор переходных режимов, логический блок, блок формирования равновесного управляющего сигнала и бгок выделения режима, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам основного электронного канала управления, второй вход которого подключен к выходу резервного электронного регулятора переходных режимов, вход которого подключен к датчикам параметров газотурбинного двигателя, первый и второй выходы блока контроля подключены соответственно к первому и второму входам логического блока, третий вход которого подключен к выходу блока выделения режима, первый выход - к управляющему входу второго коммутатора, второй выходк управляющему входу первого коммутатора, третий еыход - к третьему входу основного электронного канала управления, второй выход которого подключен к первому входу блока формирования равновесного управляющего сигнала, выход которого подключен к второму входу первого коммутатора, а второй вход - к четвертому выходу логического блока.4.Система по п.3, отличающаяся тем, что основной электронный канал управления выполнен в виде электронного регулятора переходных режимов, электронного регулятора установившихся режимов, третьего коммутатора и селектора, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, а первый вход - к выходу третьего коммутатора. первые выходы электронных регуляторов переходных режимов и установившихся режимов подключены к входу блока контроля, а их первые входы - к датчикам параметров газотурбинного двигателя, второй выход электронного регулятора переходных режимов подключен к первому входу третьего коммутатооа, второй вход которого подключен к выходу резервного электронного регуля1 Ь 25095 12 аг,4 Составитель В. Колясник ехред У.Моргентал дактор Т. Горяче ктор О, Гу Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента 35, Москва, Х, Раушская наб., 45Эаказ 37 Праиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина тора переходных режимов, второй выход электронного регулятора установившихся режимов подключен к второму входу селектора и второму входу блока выделения режима, управляю.ций вход третьего коммутатора подключен к третьему выходу логическогоо блока.5.Система по п,З, отличающаяся тем, что блок формирования равновесного управляо;цего сигнала выполнен в виде по следовательно соединенных элемента сравнения, четвертого коммутатора с вторым входом, подключенным к шине нулевого потенциала, и интегратора, выход которого подключен к второму входу первого коммутатора. первый вход элемента сравнения подключен к второму выходу основного электронного канала управления, второй вход - к. выходу интегратора, управляющий вход четвертого коммутатора подключен к четвертому восходу логице: ского блока,