使用嵌入式电机的涡轮风扇/涡轮螺旋桨推力响应的高带宽控制
提供了用于涡轮风扇或涡轮螺旋桨发动机的推力响应的高带宽控制的系统和方法。这样的系统和方法包括发动机控制系统，该发动机控制系统处理速率命令和来自发动机的反馈信号，以生成分别控制发动机的燃料和电机动力学的分离的燃料和电机控制信号以生成导致期望的推力响应的发动机动力学。
发明专利
CN202311164285.8
2023-09-11
CN117685110A
2024-03-12
F02C9/48(2006.01)
通用电气公司
哈里·科克·小马修斯;史蒂芬·约瑟夫·卡法罗;布兰顿·理克;凯文·格拉奇阿诺
美国纽约州
上海华诚知识产权代理有限公司
陈海琴
美国;US
1.一种发动机控制系统，其特征在于，包括： 燃料控制器，所述燃料控制器基于燃料控制信号引导燃料供应至涡轮发动机； 电机控制器，所述电机控制器基于电机控制信号引导一个或多个电机向所述涡轮发动机施加正扭矩；和 信号分配器，所述信号分配器电联接到所述燃料控制器和所述电机控制器，从误差信号生成所述燃料控制信号和所述电机控制信号。 2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，进一步包括信号组合器，所述信号组合器电联接到所述信号分配器，其中所述信号组合器接收来自所述涡轮发动机的反馈信号和速率命令，并且其中所述信号组合器通过从所述速率命令中减去所述反馈信号来生成所述误差信号。 3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述燃料控制信号包括所述误差信号的低频部分，并且所述电机控制信号包括所述误差信号的高频部分。 4.根据权利要求3所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述信号分配器包括： 第一滤波器，所述第一滤波器接收所述误差信号并通过所述误差信号的所述低频部分以生成所述燃料控制信号；和 第二滤波器，所述第二滤波器接收所述误差信号并通过所述误差信号的所述高频部分以生成所述电机控制信号。 5.根据权利要求4所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述第一滤波器是低通滤波器并且所述第二滤波器是高通滤波器。 6.根据权利要求3所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述信号分配器将所述误差信号直接传递到所述燃料控制器作为所述燃料控制信号，并且将所述误差信号直接传递到所述电机控制器作为所述电机控制信号。 7.根据权利要求6所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述电机控制器配置成处理所述误差信号的频率为由所述燃料控制器处理的所述误差信号的部分至少五倍的部分。 8.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述电机控制器接收电力需求，并且其中所述电机控制器引导所述一个或多个电机向所述涡轮发动机施加负扭矩以生成足够的电力来满足所述电力需求。 9.根据权利要求8所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述电机控制器利用来自施加所述负扭矩的剩余电容来将所述正扭矩施加到所述涡轮发动机。 10.一种发动机控制系统，其特征在于，包括： 燃料控制器，所述燃料控制器基于第一误差信号引导燃料供应至涡轮发动机； 电机控制器，所述电机控制器基于电机控制信号引导一个或多个电机向所述涡轮发动机施加正扭矩；和 扰动观测器，所述扰动观测器电联接至所述电机控制器， 其中所述扰动观测器生成第二误差信号，所述第二误差信号用于所述涡轮发动机对所述燃料控制器的预期响应，并且 其中所述扰动观测器从所述第二误差信号生成所述电机控制信号。