航空发动机试车台推力加载/校准系统及自动控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103674552103674552A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310684715.9(22)申请日2013.12.13(71)申请人中国燃气涡轮研究院地址621703四川省绵阳市江油305信箱运行监控部(72)发明人尹骥赵涌郭强张有田金虎陈冕张志宏(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.G01M15/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称航空发动机试车台推力加载/校准系统及自动控制方法(57)摘要本发明为航空发动机试车台推力加载/校准系统及自动控制方法，适用于航空发动机试车台的台架加载及校准技术，所述系统由上位机1，交换机2，伺服控制器3，比例压力溢流阀4，换向阀5，加载器6，力校准传感器7，力工作传感器8，动架9、液压站10组成；本发明可以达到设计要求，加载的稳定性、效率以及推力测量、校准的精度较以往均有较大的提升，并可推广应用于高空台推力加载、校准和测量中。CN103674552ACN10367452ACN103674552A权利要求书1/2页1.航空发动机试车台推力加载/校准系统，其特征在于，所述系统由上位机（1），交换机（2），伺服控制器（3），比例压力溢流阀（4），换向阀（5），加载器（6），力校准传感器（7），力工作传感器（8），动架（9）、液压站（10）组成;其中：1）上位机（1），用于加载数据的输入，和力校准传感器（7）、力工作传感器（8）数据的自动录入，以及校准曲线的自动生成和存储；2）交换机（2），用于网络数据传输；3）伺服控制器（3），用于完成对液压站（10）、比例压力溢流阀（4）、换向阀（5）和加载器（6）的伺服控制；伺服控制器采用PID（比例－积分－微分控制）控制技术，通过积分控制可以消除系统的静差，通过微分控制可以改善系统的动态响应速度，比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求；4）比例压力溢流阀（4），用于接收伺服控制器（3）的控制指令调节换向阀（5）进口压力；5）换向阀（5），用于接收伺服控制器（3）的控制指令，控制加载器（6）的前进/后退；6）加载器（6），用于将液压站（10）施加的压力转变为力，通过活塞杆（11）将力传递至校准传感器（7）、动架（9）、力工作传感器（8）上；7）力校准传感器（7），用于校准台架时，产生标准力值；8）力工作传感器（8），用于测量发动机推力的传感器，校准时产生被校准力值；9）动架（9），用于接受力校准传感器（7）的压力，并将其传递至力工作传感器8，同时用于安装发动机；10）液压站（10），用于给系统提供具有一定压力、一定流量的液体，是系统压力能的来源。2.航空发动机试车台自动控制方法，其特征在于，具体实施方法如下：步骤1：通过上位机（1）进行功加载/校准/卸载控制任务选择；步骤2：在加载控制任务时，上位机（1）将命令发送给伺服控制器（3），伺服控制器（3）以压力值进行开环控制；步骤3：伺服控制器（3），通过改变输出电流对比例压力溢流阀（4）进行调节；步骤4：伺服控制器（3）发出指令使换向阀（5）关闭；步骤5：比例压力溢流阀（4）反馈系统压力至伺服控制器（3），在通过交换机（2），发送至上位机（1）；同时力校准传感器（7）和力工作传感器（8）分别将校准力值和工作力值发送至上位机（1），上位机（1）完成数据记录和传输工作，加载功能结束；步骤6：在校准任务时，在上位机（1）上输入校准的量程，校准的点数，p系数，i系数，从而进行基于力值的闭环PID控制，上位机（1）将这些值发送到伺服控制器（3）上；步骤7：伺服控制器（3）根据校准的总量程和校准点数计算出每个点需要给定的力值大小，然后进入第一个点的控制程序；步骤8：伺服控制器（3）将计算出来的第1，2……n点的力值换算成压力值，然后将第1点的压力值换算成电流值，伺服控制器（3）控制比例压力溢流阀（4）做出相应调整，最终将结果体现在力校准传感器（7）上，力校准传感器（7）将得到的力值反馈给上位机（1）；步骤9：上位机（1）通过网络的方式传递给伺服控制器（3），伺服控制器（3）将计算出来的力值和反馈得到的力值相比较，然后通过输入的p系数，i系数，利用PID算法对输出给2CN103674552A权利要求书2/2页比例压力溢流阀（4）的电流值进行调节，最终保证力校准传感器得到的力值与计算出来的第1点的力值一致；步骤10：伺服控制器（3）根据力校准传感器（7）和力工作传感器（8）的反馈力值，判断系统稳定后，上位机（1）进行稳态记录，即记录校准传感器（7）力值和工作传感器（8）力值；步骤1