用于起动机起动过程加载试验的测功器指令加载方法

摘要

本发明涉及一种用于起动机起动过程加载试验的测功器指令加载方法，属于发动机测试技术领域。其特征是：计算机软件模块根据试车工艺文件及实时采集的测功器信号，以时钟为驱动，实时判断当前加载状态，采用自适应参数调整，产生加载指令并实时传送给测功器。该方法能够解决现有技术中起动机起动过程加载时容易出现的转速超差和扭矩超过极限值从而导致起动机试验失败的问题。

说明书

技术领域

本发明用于起动机起动过程加载试验的测功器指令加载，涉及一种对测功器的指令加载方法，用于满足起动机起动过程加载试验的工艺要求，属于发动机测试技术领域。起动机起动过程加载试验需要模拟实际带动大型发动机运行，即起动过程的动态转速曲线在规定曲线的误差带范围内，且起动过程的扭矩不允许超过极限值。

背景技术

大型燃气涡轮发动机一般由小型燃气涡轮起动机或电起动机从静止状态带动转子转动，然后供油点火起动。为了考核起动机的带载能力，通常需要进行起动机的起动过程加载试验，即用测功器代替大型燃气涡轮发动机，如图1所示。

起动机的台架试验一般采用电涡流测功器或水力测功器，本发明适用于电涡流测功器和水力测功器。以采用电涡流测功器为例，通过控制电涡流测功器的电流，改变加载扭矩，从而达到改变试验扭矩、转速、功率的目的。在起动过程中，现有方法是将电涡流测功器设置为转速模式，通过给定转速指令，试图使动态转速曲线在规定曲线的误差带范围内，且起动过程的扭矩不允许超过极限值。

起动机起动过程加载一直是起动机台架试车的难点。因为对电涡流测功器而言，起动机的起动过程不可控，如果对测功器的指令加载方法不得当，将导致起动超扭而损坏被试验的起动机，或者起动过程的动态转速曲线不在规定的范围内而失去试验的意义。现有方法在起动机起动过程加载时没有考虑起动机个体特性的差异，一般采用固定的指令加载过程，当起动机开始运转的时刻发生变化、产生转速冲击的时机发生改变以及转速冲击强度发生改变时，很容易导致转速超差或扭矩超过极限值。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中起动机起动过程加载时容易出现的转速超差和扭矩超过极限值从而导致起动机试验失败的问题，提供一种用于起动机起动过程加载试验的测功器指令加载方法。

用于起动机起动过程加载试验的测功器指令加载方法，其特征是：

计算机软件模块根据试车工艺文件及实时采集的测功器信号，以时钟为驱动，实时判断当前加载状态，采用自适应参数调整，产生加载指令并实时传送给测功器，

(a)、其中所述判断当前加载状态的具体过程如下：定义以下四个加载状态，即起动机从静止状态开始定义为状态0，转速达到N1时进入状态1，转速达到N2且扭矩达到T2时进入状态2，转速达到N3时进入状态3，其中N1、N2、N3分别为预先设定的进入状态1、状态2、状态3的判断转速，T2为预先设定的进入状态2的判断扭矩；

(b)、其中所述产生加载指令的具体过程如下：在状态0产生15％～30％的开环加载量，在状态1产生70％～90％N1的加载转速，在状态2产生70％～90％N2开始的按照工艺文件规定的斜率上升的斜坡加载转速，在状态3产生工艺文件规定的稳态加载转速；

(c)、其中所述自适应参数调整的具体过程如下：在状态2期间，根据实际转速与指令加载转速的偏差，自动调整指令加载转速。

本发明的优点

1)可以有效解决起动加载过程中的转速偏离误差带或扭矩超过限制值。

2)可操作性好。对于具体的加载过程，可以通过加载调试试验，获得转速偏离情况和扭矩超限情况，然后根据本发明方法对控制参数向合格的方向调整，即可满足工艺要求。

附图说明

附图1是本发明的系统框图。

附图2是本发明的计算机软件模块框图。

附图3是加载曲线示意图。其中，曲线①和②分别为试车工艺文件规定的转速上边界和下边界，曲线③为实际转速，曲线④为转速加载指令。

附图4是状态判断与自适应调整程序流程图。

具体实施方式

下面结合图1-图4具体说明本发明的方法。

如图1所示，起动机起动过程加载试验系统包括起动机、测功器和加载控制计算机。加载控制计算机中的加载控制计算机软件模块用于产生加载指令。加载控制计算机软件模块实时采集测功器信号，进行实时判断和自适应调整，产生加载指令并实时传送给测功器。

如图2所示，加载控制计算机软件模块的输入是实时采集的测功器转速和扭矩信号以及试车工艺文件，以时钟为驱动，实时判断当前加载状态，通过状态机编程驱动，采用自适应参数调整，产生加载指令，加载指令经过柔化环节5的处理，形成计算机软件模块的输出。测功器为电涡流式，采用工控机通过串行端口以20毫秒的间隔实时获取当前的转速和扭矩，加载指令也是以20毫秒的间隔实时传送给测功器。

如图3所示，实时判断当前的加载状态的方法是：起动机从静止状态开始定义为状态0，转速达到N1时进入状态1，转速达到N2且扭矩达到T2时进入状态2，转速达到N3时进入状态3。图3中，曲线①和②分别为试车工艺文件规定的转速上边界和下边界，曲线③为实际转速，曲线④为转速加载指令。

如图4所示，加载控制计算机软件模块通过状态机编程驱动，加载指令产生的方法是：在状态0产生20％的开环加载电流或位置，在状态1产生80％N1的加载转速Nr，在状态2产生Nr80％N2开始的按照工艺文件规定的斜率上升的斜坡加载转速Nr，在状态2期间，根据实际转速与指令加载转速的偏差，自动调整指令加载转速Nr。自动调整方法为：当偏差ΔN大于预先设定的偏差ΔN0时，指令加载转速在原Nr的基础上增加转速偏差ΔN的0.5％。转速达到N3时进入状态3。在状态3产生工艺文件规定的稳态加载转速。