一种双余度变距桨扇发动机余度切换方法
本发明公开了一种双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其中，包括以下步骤，S1，实时监测主动变距电静液作动器的桨距角；S2，计算桨距角的自适应阈值；S3，根据桨距角与自适应阈值的关系判断是否出现故障；S4，在出现故障时，切换备份电静液作动器。本发明能够解决双余度变距系统故障检测判断与作动系统切换问题。
发明专利
CN202311384069.4
2023-10-24
CN117469035A
2024-01-30
F02C9/00(2006.01)
天目山实验室
王兴坚;王启扬;樊思明;王少萍;石存
311121 浙江省杭州市余杭区五常街道西溪八方城11幢3-14层
北京鼎承知识产权代理有限公司
夏华栋
浙江;33
1.一种双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：包括以下步骤， S1，实时监测主动变距电静液作动器的桨距角； S2，计算桨距角的自适应阈值； S3，根据桨距角与自适应阈值的关系判断是否出现故障； S4，在出现故障时，切换备份电静液作动器。 2.根据权利要求1所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤， S21，根据预先构建的桨距角状态空间模型，将理想状态下桨距角输出与实际测量的桨距角结合，预测下一时刻输出的实际桨距角； S22，根据桨距角预测值和测量值，计算自适应阈值。 3.根据权利要求2所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：步骤S21中，通过卡尔曼滤波将理想状态下桨距角输出与桨距角的测量值相互结合，对实际系统下一时刻输出的实际桨距角进行预测。 4.根据权利要求3所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：步骤S3包括，将主动变距电静液作动器的桨距角的实际输出与桨距角的测量值作差后取绝对值，判断该绝对值对是否大于自适应阈值，如果是，则出现故障，如果否，则未出现故障。 5.根据权利要求2所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：S22中，自适应阈值的计算公式为， W(k)＝ψTη(uk)±2.2φTσ2(uk)|u； 其中，ψT为外部影响下的均值的修正值，φT为外部影响下的方差的修正值，η(uk)为输入u在k时刻的残差的均值。 6.根据权利要求5所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：φT＝1，由多次采样得到，j为采样次数。 7.根据权利要求2所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：桨距角状态空间模型为， 其中，参数更新过程为： 其中，Aβ,Bβ,Cβ为状态矩阵，uk为k时刻系统的输入向量，yk为系统k时刻输出值，即为桨距角k时刻测量值，为k时刻桨距角预测值，/>表示由k-1时刻桨距角计算值；Pk为k时刻估计得到的最优值的协方差，Pk-1为k-1时刻估计得到的最优值的协方差，/>为由k-1时刻计算得到k时刻最优值协方差；Q为预估误差协方差，R为测量噪声的协方差，Kk是指k时刻最优估计协方差矩阵迹最小时候的卡尔曼增益。 8.根据权利要求7所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：状态矩阵通过构建整体理想状态下传递函数后采用MATLAB系统辨识工具箱得到。 9.根据权利要求1所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：步骤S4还包括在未出现故障时，控制备份电静液作动器随主电静液作动器空转。 10.根据权利要求1-9任一项所述的双余度变距桨扇发动机余度切换方法，其特征在于：自适应阈值的期望与方差为， 其中，η(uk)为输入u在k时刻的残差的均值，σ2(uk)为输入u在k时刻的残差的方差，n为重复运行并测量残差的次数；r(k)表示k时刻桨距角预测值与测量值的差值。