專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今輔助動(dòng)力裝置的日益發(fā)展，用戶需求的不斷提高，在系統(tǒng)中各類傳感器、 作動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)越來(lái)越完備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜的前提下，用戶對(duì)系統(tǒng)安全性、可靠性、可 維護(hù)性的要求更是越來(lái)越高，因此無(wú)論是在設(shè)計(jì)中還是維護(hù)中都要重視故障診斷技術(shù)的應(yīng) 用，這樣才能提高產(chǎn)品的可靠性和可維護(hù)性。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中輔助動(dòng)力裝置-進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)系 統(tǒng)的性能，目前已知的進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制方法無(wú)外乎是用控制電路實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō) 進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制的好與壞，根本還是其控制電路的不斷優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中 進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的精確控制的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件 的控制系統(tǒng)，其特殊之處在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)包括期望 角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以及位移檢測(cè)模塊；所述期望角度計(jì)算模 塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及扭矩馬達(dá)依次連接；所述扭矩馬達(dá)通過(guò)位移檢測(cè)模塊和PI 控制模塊相連；所述扭矩馬達(dá)輸出IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度。上述驅(qū)動(dòng)模塊包括DA轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器以及功率放大器；所述PI控制模塊通過(guò) DA轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器相連；所述運(yùn)算放大器和功率放大器閉環(huán)式連接；所述功率放大器 和扭矩馬達(dá)相連。上述運(yùn)算放大器是0P400型運(yùn)算放大器或LF147型運(yùn)算放大器。上述功率放大器是晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管。上述位移檢測(cè)模塊包括激勵(lì)發(fā)生器、傳感器以及相敏檢波器；所述傳感器獲取通 過(guò)扭矩馬達(dá)傳送出的IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度；所述激勵(lì)發(fā)生器分別和傳感器和相敏檢波器 相連；所述傳感器和相敏檢波器相連；所述相敏檢波器和PI控制模塊相連。上述期望角度計(jì)算模塊包括IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片期望角度計(jì)算單元，所述IGV進(jìn)口 導(dǎo)向葉片期望角度計(jì)算單元是POwerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。上述PI控制模塊是PowerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。上述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)包括故障檢測(cè)模塊，所述故障檢 測(cè)模塊分別和驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以及位移檢測(cè)模塊相連。上述故障檢測(cè)模塊包 采樣單元以及故障判斷單元；所述采樣單元和故障判斷單 元相連。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制電路進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的精確控制，硬件電路采用高精度高可靠驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)合監(jiān) 控軟件，具有過(guò)流過(guò)壓等關(guān)斷保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)高精度控制。采用實(shí)時(shí)電路監(jiān)控檢測(cè)，高精度 位移檢測(cè)電路技術(shù)自動(dòng)故障定位和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)高精度偏差反饋，具有高可靠性。同時(shí)驅(qū)動(dòng)模 塊結(jié)合期望角度計(jì)算模塊內(nèi)置的監(jiān)控軟件，具有過(guò)流過(guò)壓關(guān)斷保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)安全控制；所 述位移檢測(cè)電路采用實(shí)時(shí)電路監(jiān)控檢測(cè)，高精度位移檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)高精度偏差反饋。


圖1為本發(fā)明所提供的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2為本發(fā)明所提供的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)中的進(jìn)口導(dǎo) 向葉片控制原理圖；圖3為進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)處理流程圖；圖4為驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為驅(qū)動(dòng)模塊電路示意圖；圖6為位移檢測(cè)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為位移檢測(cè)模塊較佳的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，包括期 望角度計(jì)算模塊1、PI控制模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊3、扭矩馬達(dá)4以及位移檢測(cè)模塊6 ；期望角度 計(jì)算模塊1、PI控制模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊3以及扭矩馬達(dá)4依次連接；扭矩馬達(dá)4通過(guò)位移檢 測(cè)模塊6和PI控制模塊2相連；扭矩馬達(dá)4帶動(dòng)IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片并輸出IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉 片角度。同時(shí)，為了使用效果更好，本發(fā)明在上述模塊之外，還提供了故障檢測(cè)模塊5，故障 檢測(cè)模塊5分別和驅(qū)動(dòng)模塊3、扭矩馬達(dá)4以及位移檢測(cè)模塊6相連。故障檢測(cè)模塊5包括采樣單元以及故障判斷單元；采樣單元和故障判斷單元相 連。參見(jiàn)圖4，驅(qū)動(dòng)模塊3包括DA轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器以及功率放大器；PI控制模塊通 過(guò)DA轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器相連；運(yùn)算放大器和功率放大器閉環(huán)式連接；功率放大器和扭矩 馬達(dá)相連。驅(qū)動(dòng)模塊3結(jié)合期望角度計(jì)算模塊1內(nèi)置的監(jiān)控軟件，具有過(guò)流過(guò)壓關(guān)斷保護(hù) 功能，實(shí)現(xiàn)安全控制；位移檢測(cè)模塊6采用實(shí)時(shí)電路監(jiān)控檢測(cè)，高精度位移檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)高 精度偏差反饋。運(yùn)算放大器是0P400型運(yùn)算放大器或LF147型運(yùn)算放大器。功率放大器是晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管。參見(jiàn)圖5，驅(qū)動(dòng)模塊3在運(yùn)算放大器N2及外圍電路實(shí)現(xiàn)將CPU控制電壓IGVTMDADC 轉(zhuǎn)換為與之成正比的電流I的大小，該電流大小與扭矩馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比，從而實(shí)現(xiàn) 由CPU控制扭矩馬達(dá)的目的；三極管V25、V26、V27接在運(yùn)算放大器N2輸出極，由RllO反饋
4到運(yùn)算放大器N2反向端，實(shí)現(xiàn)比例放大關(guān)系和使該電路具備較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力；R126、R127正 反饋負(fù)載_扭矩馬達(dá)線圈和R132串聯(lián)的電壓，實(shí)現(xiàn)電壓_電流關(guān)系轉(zhuǎn)換，具體計(jì)算是驅(qū)動(dòng)電流I 等于 0. 064IGVTMDADC/R126,當(dāng) R126 選 10 Ω，IGVTMDADC 在 0-10V 之 間，故驅(qū)動(dòng)電流為0-64mA ；IGVTMDCP為輸出驅(qū)動(dòng)正極和扭矩馬達(dá)正極連接，IGVTMDCM為 反饋的扭矩馬達(dá)負(fù)極電壓。監(jiān)控電壓IGVVWADC為IGVTMDCP的分壓，其大小等于驅(qū)動(dòng)電 流I*(Rl+R132)*R125/(R124+R125)，R124、R125為分壓電阻，Rl為扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)線圈工作 電阻；該電壓量表現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)電流和負(fù)載的大小，送往A/D轉(zhuǎn)換器，供軟件判讀；電流監(jiān)控 IGVCffADC為反饋電壓IGVTMDCM經(jīng)比例放大器N3放大10倍后的電壓，等于I*R132*10，表 現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流的大小，同樣送往A/D轉(zhuǎn)換器，供軟件判斷；該驅(qū)動(dòng)模塊3還具備硬件關(guān)斷功能， 在保持有效信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，緊急關(guān)閉V25使無(wú)驅(qū)動(dòng)電流輸出。參見(jiàn)圖6，位移檢測(cè)模塊6包括激勵(lì)發(fā)生器、傳感器以及相敏檢波器；傳感器獲取 通過(guò)扭矩馬達(dá)傳送出的IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度；激勵(lì)發(fā)生器分別和傳感器和相敏檢波器相 連；傳感器和相敏檢波器相連；相敏檢波器和PI控制模塊相連。參見(jiàn)圖7，位移檢測(cè)模塊6首先將CPU分頻給出的LVDT時(shí)鐘信號(hào)LVDTCLK轉(zhuǎn)換為 有驅(qū)動(dòng)能力的正弦波作為L(zhǎng)VDT傳感器初級(jí)激勵(lì)信號(hào)IGVP0SSA ；時(shí)鐘信號(hào)LVDTCLK為方波， 3551Hz，經(jīng)過(guò)比較器N3，由晶體管V10、V10組成的互補(bǔ)推挽供放轉(zhuǎn)化為幅值士 IOV的方波， 頻率不變；該方波經(jīng)過(guò)正弦波振蕩電器N2轉(zhuǎn)化為幅值士 IOV的正弦波，作為L(zhǎng)VDT傳感器初 級(jí)激勵(lì)信號(hào)IGVP0SSA ；LVDT傳感器的次級(jí)產(chǎn)生與IGV行程有關(guān)的正弦波信號(hào)，該正弦波與 初級(jí)激勵(lì)正弦波相位相同，二者比值與IGV位移量成正比，反映IGV的位置信息；次級(jí)正弦 波正極IGVP0SSC，負(fù)極IGVP0SSD ；為了精確計(jì)算IGV的位置，消除誤差和干擾，采用相敏檢 波電路來(lái)處理LVDT初級(jí)、次級(jí)正弦波信號(hào)，將其分別轉(zhuǎn)化為與其幅值成正比的電平信號(hào)。相敏檢波器在處理LVDT初級(jí)、次級(jí)正弦波信號(hào)具體方式是相敏檢波脈沖由初 級(jí)正弦波IGVP0SSA經(jīng)濾波器N4轉(zhuǎn)化為方波，再經(jīng)單穩(wěn)D8和電子開(kāi)關(guān)V73轉(zhuǎn)化為占空比 4%的窄脈沖方波，該方波高電平時(shí)刻正對(duì)初級(jí)次級(jí)正弦波的波峰，只在該時(shí)刻使V7、V71 導(dǎo)通對(duì)電容C14、C32充電，電容上電壓分別與初級(jí)次級(jí)正弦波幅值成正比，該電壓分別 經(jīng)濾波器N7濾波后轉(zhuǎn)化成LVDT初級(jí)電平LVDTPRIDC和LVDT次級(jí)電平LVDTSECDC，其中 LVDTSE⑶C中包括+5V的偏移量保證為正值，二者送往A/D，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量供軟件計(jì)算；LVDT 傳感器初級(jí)正弦波的負(fù)極通過(guò)DCM2模塊板上電阻R70反饋，經(jīng)N7和二極管整流為直流電 平LVDTBITDC，放映LVDT傳感器是否正常工作。期望角度計(jì)算模塊1包括IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片期望角度計(jì)算單元，IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉 片期望角度計(jì)算單元是POwerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。PI控制模塊2是POwerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。本發(fā)明的進(jìn)口導(dǎo)向葉片(IGV)控制率設(shè)計(jì)為根據(jù)進(jìn)口導(dǎo)向葉片位置反饋(IGV_A) 與進(jìn)口導(dǎo)向葉片位置計(jì)算值(IGV_C)，采用PI控制率得到IGV調(diào)節(jié)輸出。根據(jù)壓氣機(jī)進(jìn)口 溫度、壓氣機(jī)出口溫度、壓氣機(jī)進(jìn)口壓力、APU工作模式和環(huán)控需求，計(jì)算得到進(jìn)口導(dǎo)向葉片 位置計(jì)算值(IGV_C)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用閉環(huán)控制，軟硬件控制結(jié) 構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件閉環(huán)精確抗干控制技術(shù)，其控制算法是
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IGV控制功能的目的是跟據(jù)飛機(jī)引氣的要求，控制IGV的位置進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)(IGVTMDADC)是根據(jù)進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度差(LVDT_D) 來(lái)計(jì)算，其計(jì)算步驟 一進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度(LVDT_A)的計(jì)算；一進(jìn)口導(dǎo)向葉片的期望角度(LVDT_C)的計(jì)算；—計(jì)算進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)(IGVTMDADC)。參見(jiàn)圖2，該控制算法的控制率主要軟件流程是進(jìn)口導(dǎo)向葉片實(shí)際角度(LVDT_A)的計(jì)算；次線性變量差分變壓器(LVDTSEOTC)與主線性變量差分變壓器(LVDTPRIDC)的比 值計(jì)算出進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度(LVDT_A)。LVDT_C 的計(jì)算；LVDT_C根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)有不同的計(jì)算公式有實(shí)時(shí)電路監(jiān)控檢測(cè)出系統(tǒng)故障(防 喘控制閥回繞故障)LVDT_C為固定的角度A，根據(jù)需求和試驗(yàn)情況確定。本發(fā)明還可以無(wú)系統(tǒng)故障回繞測(cè)試故障條件1 (觸發(fā)電子控制器打開(kāi)負(fù)載控制閥&&發(fā)指令啟動(dòng)主引擎)&&正常供氣 LVDT_C由負(fù)載壓氣機(jī)進(jìn)口溫度T2和進(jìn)口壓力P2決定，采用熱力學(xué)、流體力學(xué)理論公式和折 線擬和法在軟件中計(jì)算，并有限幅公式確定范圍防止超差。條件2 (觸發(fā)電子控制器打開(kāi)負(fù)載閥&&不需啟動(dòng)主引擎)&&正常供氣LVDT_C 根據(jù)環(huán)控需求(客艙給定區(qū)域?qū)嶋H溫度與選定溫度的差值)和折線擬合來(lái)計(jì)算，并有限幅 公式確定范圍防止超差。那么本狀態(tài)下LVDT_C是為來(lái)自環(huán)控系統(tǒng)(ECS)的溫度差值的函數(shù)。條件3 負(fù)載控制閥閥保持關(guān)閉狀態(tài)I I無(wú)法正常供氣LVDT_C = 0 ；進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)(IGVTMDADC)的計(jì)算1)進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度差，LVDT_D = LVDT_C-LVDT_A2)積分增益部分
“Xl有故障
0速度< 7% IGVTMDADC_integral n4 =
n-l
，其中Xl為固定值。 其它
+LVDT D*K
IGVTMD ADC_integral n.IGVTMDADC_integraln = IGVTMDADC_integral'3)比例增益部分IGVTMDADC_scale = LVDT_D*K K 為比例因子。4)進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)值IGVTMDADC = IGVTMDADC_integraln+IGVTMDADC_scale進(jìn)口導(dǎo)向葉片力矩馬達(dá)調(diào)節(jié)在是控制律計(jì)算中，其處理流程見(jiàn)圖3。本發(fā)明所提供的進(jìn)口導(dǎo)向葉片高精度高可靠驅(qū)動(dòng)電路，可以從功能和詳細(xì)電路兩 方面描述A、功能描述
進(jìn)口導(dǎo)向葉片扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路完成向進(jìn)口導(dǎo)向葉片扭矩馬達(dá)供能并且進(jìn)行控 制的功能。CPU通過(guò)軟件控制該驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流。該驅(qū)動(dòng)通過(guò)一個(gè)范圍在0到IOV間 的模擬輸入信號(hào)產(chǎn)生0到64mA (OmA表示進(jìn)口導(dǎo)向葉片扭矩馬達(dá)IGVTM關(guān)閉)的可變輸出。 在需要緊急關(guān)斷該驅(qū)動(dòng)時(shí)，保持有效信號(hào)為低(KASDCLLDS，由CPU模塊硬件產(chǎn)生，低有效) 關(guān)閉產(chǎn)生時(shí)該驅(qū)動(dòng)被鉗位在關(guān)閉狀態(tài)。該驅(qū)動(dòng)電路完成了對(duì)驅(qū)動(dòng)輸出電壓(IGVVWADC)和扭矩馬達(dá)電流(IGVCWADC)的 BIT功能。進(jìn)口導(dǎo)向葉片扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路包含了運(yùn)放N2，起電流放大作用的三極管V25、 V26、V27，實(shí)現(xiàn)了電壓到電流轉(zhuǎn)換器的功能。B、電路描述參見(jiàn)圖5，運(yùn)放N2及外圍電路實(shí)現(xiàn)將CPU控制電壓IGVTMDADC轉(zhuǎn)換為與之成正比 的電流I的大小，該電流大小與扭矩馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比，從而實(shí)現(xiàn)由CPU控制扭矩馬達(dá) 的目的。V25、V26、V27接在N2輸出極，由RllO反饋到N2反向端，實(shí)現(xiàn)比例放大關(guān)系和使 該電路具備較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。R126、R127正反饋負(fù)載-扭矩馬達(dá)線圈和R132串聯(lián)的電壓，實(shí) 現(xiàn)電壓_電流關(guān)系轉(zhuǎn)換。具體計(jì)算驅(qū)動(dòng)電流I = 0. 064IGVTMDADC/R126, R126選10 Ω， IGVTMDADC在0-10V之間，故驅(qū)動(dòng)電流為0_64mA。IGVTMDCP為輸出驅(qū)動(dòng)正極和扭矩馬達(dá)正 極連接，IGVTMDCM為反饋的扭矩馬達(dá)負(fù)極電壓。電壓監(jiān)控IGVVWADC為IGVTMDCP的分壓，等于驅(qū)動(dòng)電流I* (RL+R132) *R125/ (R124+R125)，R124、R125為分壓電阻，Rl為扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)線圈工作電阻。該電壓量表現(xiàn) 了驅(qū)動(dòng)電流和負(fù)載的大小，送往A/D轉(zhuǎn)換器，供軟件判讀。電流監(jiān)控IGVCWADC為反饋電壓 IGVTMDCM經(jīng)比例放大器N3放大10倍后的電壓，等于I*R132*10，表現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流的大小，同 樣送往A/D轉(zhuǎn)換器，供軟件判斷。該電路還具備硬件關(guān)斷功能，在保持有效信號(hào)(KASDCLLDS，由CPU模塊硬件產(chǎn)生， 低有效)產(chǎn)生時(shí)，緊急關(guān)閉V25使無(wú)驅(qū)動(dòng)電流輸出。本發(fā)明所提供的高精度位移檢測(cè)電路參見(jiàn)圖7，該電路主要調(diào)理反映IGV(進(jìn)口導(dǎo)向葉片)位置的LVDT信號(hào)，包 括由CPU發(fā)來(lái)的LVDTCLK產(chǎn)生LVDT位移傳感器初級(jí)激勵(lì)正弦波，正極IGVP0SSA，負(fù)極 IGVP0SSB ；通過(guò)初級(jí)激勵(lì)正弦波產(chǎn)生相敏檢波脈沖；通過(guò)該檢波脈沖和相敏檢波電路實(shí)現(xiàn) 初級(jí)、次級(jí)正弦波轉(zhuǎn)化為與其幅值正比的電平，LVDT初級(jí)電平LVDTPRIDC和LVDT次級(jí)電平 LVDTSE⑶C，二者送往A/D，由軟件讀其大小，進(jìn)行計(jì)算，得出IGV的位置信息；該電路還包括 LVDT的工作自檢，將LVDT傳感器初級(jí)負(fù)極的反饋信號(hào)檢波成為直流電平，送往A/D，由軟件 判斷LVDT傳感器的工作情況。位移檢測(cè)模塊6在工作時(shí)，首先將CPU分頻給出的LVDT時(shí)鐘信號(hào)LVDTCLK轉(zhuǎn)換為 有驅(qū)動(dòng)能力的正弦波作為L(zhǎng)VDT傳感器初級(jí)激勵(lì)信號(hào)IGVPOSSA。LVDTCLK為方波，3551Hz， 經(jīng)過(guò)比較器N3，由晶體管V10、VlO組成的互補(bǔ)推挽供放轉(zhuǎn)化為幅值士 IOV的方波，頻率不 變。該方波經(jīng)過(guò)正弦波振蕩電器N2轉(zhuǎn)化為幅值士 IOV的正弦波，作為L(zhǎng)VDT傳感器初級(jí)激 勵(lì)信號(hào)IGVPOSSA。LVDT傳感器的次級(jí)產(chǎn)生與IGV行程有關(guān)的正弦波信號(hào)，該正弦波與初級(jí)激勵(lì)正
7弦波相位相同，二者比值與IGV位移量成正比，反映IGV的位置信息。次級(jí)正弦波正極 IGVP0SSC,負(fù)極 IGVP0SSD。由于要精確計(jì)算IGV的位置，消除誤差和干擾，采用相敏檢波電路來(lái)處理LVDT初 級(jí)、次級(jí)正弦波信號(hào)，將其分別轉(zhuǎn)化為與其幅值成正比的電平信號(hào)。相敏檢波脈沖由初級(jí)正 弦波IGVP0SSA經(jīng)濾波器N4轉(zhuǎn)化為方波，再經(jīng)單穩(wěn)D8和電子開(kāi)關(guān)V73轉(zhuǎn)化為占空比4%的 窄脈沖方波，該方波高電平時(shí)刻正對(duì)初級(jí)次級(jí)正弦波的波峰，只在該時(shí)刻使V7、V71導(dǎo)通對(duì) 電容C14、C32充電，電容上電壓分別與初級(jí)次級(jí)正弦波幅值成正比，該電壓分別經(jīng)濾波器 N7濾波后轉(zhuǎn)化成LVDT初級(jí)電平LVDTPRIDC和LVDT次級(jí)電平LVDTSECDC，其中LVDTSECDC 中包括+5V的偏移量保證為正值，二者送往A/D，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量供軟件計(jì)算。LVDT傳感器初級(jí)正弦波的負(fù)極通過(guò)DCM2模塊板上電阻R70反饋，經(jīng)N7和二極管 整流為直流電平LVDTBITDC，放映LVDT傳感器是否正常工作。本發(fā)明是工作時(shí)，期望角度計(jì)算模塊1采集關(guān)鍵的壓力、溫度等傳感器感應(yīng)到的 溫度、壓力信息，根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)信息，計(jì)算進(jìn)口導(dǎo)向葉片(IGV)的期望打開(kāi)角度，與由 位移檢測(cè)模塊6中高精度檢測(cè)電路傳來(lái)的IGV實(shí)際位置進(jìn)行比較，偏差傳給PI控制模塊2 進(jìn)行控制計(jì)算，輸出控制數(shù)字信號(hào)給驅(qū)動(dòng)模塊3，驅(qū)動(dòng)模塊3中由于高精度高可靠驅(qū)動(dòng)電路 的存在，驅(qū)動(dòng)模塊3D/A將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓再經(jīng)運(yùn)算放大器和驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換為高精 度電流，最后驅(qū)動(dòng)扭矩馬達(dá)4帶動(dòng)IGV轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)IGV角度的精確控制。
權(quán)利要求
一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)包括期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以及位移檢測(cè)模塊；所述期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及扭矩馬達(dá)依次連接；所述扭矩馬達(dá)通過(guò)位移檢測(cè)模塊和PI控制模塊相連；所述扭矩馬達(dá)輸出IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度。
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中 進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)包括期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以 及位移檢測(cè)模塊；所述期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及扭矩馬達(dá)依次連接； 所述扭矩馬達(dá)通過(guò)位移檢測(cè)模塊和PI控制模塊相連；所述扭矩馬達(dá)輸出IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片 角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述驅(qū)動(dòng)模塊包括DA轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器以及功率放大器；所述PI控制模塊通過(guò)DA轉(zhuǎn)換 器和運(yùn)算放大器相連；所述運(yùn)算放大器和功率放大器閉環(huán)式連接；所述功率放大器和扭矩 馬達(dá)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述運(yùn)算放大器是0P400型運(yùn)算放大器或LF147型運(yùn)算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述功率放大器是晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述位移檢測(cè)模塊包括激勵(lì)發(fā)生器、傳感器以及相敏檢波器；所述傳感器獲取通過(guò)扭矩馬 達(dá)傳送出的IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度；所述激勵(lì)發(fā)生器分別和傳感器和相敏檢波器相連；所 述傳感器和相敏檢波器相連；所述相敏檢波器和PI控制模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述期望角度計(jì)算模塊包括IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片期望角度計(jì)算單元，所述IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片 期望角度計(jì)算單元是POwerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述PI控制模塊是PowerPC、80X86系列微處理器、DSP或單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系 統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)包括故障檢測(cè)模塊，所述 故障檢測(cè)模塊分別和驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以及位移檢測(cè)模塊相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述故障檢測(cè)模塊包括采樣單元以及故障判斷單元；所述采樣單元和故障判斷單元相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)，包括期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、扭矩馬達(dá)以及位移檢測(cè)模塊；期望角度計(jì)算模塊、PI控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及扭矩馬達(dá)依次連接；扭矩馬達(dá)通過(guò)位移檢測(cè)模塊和PI控制模塊相連；扭矩馬達(dá)輸出IGV進(jìn)口導(dǎo)向葉片角度。本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的精確控制的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02C9/20GK101922357SQ20101024194
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者劉海堂, 喻鳴, 毛寧, 汪曉明, 王濟(jì), 白潔 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所