專利名稱：用于主動(dòng)調(diào)諧閥的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于渦輪機(jī)閥的控制系統(tǒng)；更具體來(lái)說涉及用于主動(dòng)調(diào)整渦輪機(jī) 閥的位置的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)(例如但不限于，燃?xì)廨啓C(jī))一般具有用于監(jiān)視和控制目的的控制系統(tǒng) (“控制器”)。這些控制器管控某個(gè)位置，例如，在例如但不限于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒系統(tǒng)中使 用的閥開口。為了將生成的排放的級(jí)別最小化，一些燃燒系統(tǒng)可以包括接收燃燒系統(tǒng)的操 作模式和渦輪機(jī)的點(diǎn)火有關(guān)的數(shù)據(jù)的控制調(diào)度算法。這些算法然后可生成要求的閥位置。一般，這些算法結(jié)合調(diào)度的燃料分流(fuel split)和校準(zhǔn)曲線來(lái)確定流到燃燒室 中的燃料噴嘴的燃料的量。算法將期望的燃料分流相關(guān)到燃料控制閥沖程(stroke)(其確 定開口面積以及閥的燃料流量)。出于各種原因(校準(zhǔn)、燃料閥中的變化等)，實(shí)際的燃料 分流和調(diào)度的燃料分流不同?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯出期望的燃料分流與實(shí)際的燃料分流之間的差可 能是所關(guān)注的。一些燃燒系統(tǒng)一般經(jīng)由控制閥將多個(gè)歧管(每個(gè)歧管供應(yīng)燃料)結(jié)合到燃燒倉(cāng) (combustion can)上的指定噴嘴。使用歧管裝置(例如但不限于，壓力變換器、壓力傳送器 或諸如此類)來(lái)監(jiān)視每個(gè)歧管內(nèi)的排放、壓力或流量。歧管裝置可提供對(duì)流經(jīng)控制閥的燃 料的量的精確測(cè)量。一些渦輪機(jī)控制器出于控制和處理的原因而采用三重冗余。三重冗余 常常用于增加可靠性并滿足渦輪機(jī)操作員的要求。為每個(gè)燃燒歧管提供三個(gè)歧管裝置是成 本昂貴的，并且增加渦輪機(jī)的維護(hù)和校準(zhǔn)要求。因此，存在對(duì)于直接控制控制閥的位置的具成本效率的方法的期望。該方法應(yīng)該 不要求每個(gè)歧管測(cè)量裝置的三重冗余。還可能存在對(duì)于精確地確定燃燒系統(tǒng)的燃料流量的 具成本效率的方法的期望。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種調(diào)整裝置的位置的方法，該方法包括使用算法 (90)來(lái)確定裝置的位置的估計(jì)值，其中該算法從至少一個(gè)傳感器接收輸入，其中所述至少 一個(gè)傳感器測(cè)量裝置的物理性質(zhì)；基于請(qǐng)求的位置和裝置的實(shí)際位置的值的比較來(lái)確定微 調(diào)因子(105)；利用微調(diào)因子來(lái)調(diào)整估計(jì)的位置的值(120)；以及確定請(qǐng)求的位置和估計(jì)的 位置的值是否在容許的范圍內(nèi)(95)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的示意圖，其示出與控制系統(tǒng)集成的渦輪機(jī)。圖2是示出燃料控制系統(tǒng)的常規(guī)算法的框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的框圖，其 示出用于燃料控制器的基于模型的系 統(tǒng)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于操作燃料系統(tǒng)的示范系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式本文使用某個(gè)術(shù)語(yǔ)僅是為了方便，并且不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制。例如，諸如 “上”、“下”、“左”、“前”、“右”、“水平的”、“垂直的”、“上游”、“下游”、“前部”和“后部”僅描述
附圖中所示的配置。實(shí)際上，組件可以在任何方向中定向，因此除非另外指出，否則該術(shù)語(yǔ) 應(yīng)理解為涵蓋此類變化。當(dāng)在本文中使用時(shí)，“參數(shù)”及類似術(shù)語(yǔ)是指能用于定義渦輪機(jī)的 操作狀況的項(xiàng)目，例如渦輪機(jī)中定義的位置處能用于表示操作狀況的溫度、壓力和流量。下文論述集中于與渦輪機(jī)集成的本發(fā)明的一實(shí)施例，例如但不限于燃?xì)廨啓C(jī)。本 發(fā)明的其他實(shí)施例可以與包括其操作員期望實(shí)時(shí)地或幾乎實(shí)時(shí)地調(diào)整或調(diào)節(jié)的至少一個(gè) 閥的其他系統(tǒng)集成。本發(fā)明的一實(shí)施例具有利用基于模型的系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整至少一個(gè)閥的參 數(shù)的技術(shù)效果。本發(fā)明的一實(shí)施例可通過將基于模型的控制器與實(shí)時(shí)或近似實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成 來(lái)調(diào)整至少一個(gè)閥的參數(shù)，以降低對(duì)燃料系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)傳感器的需求。本發(fā)明的一實(shí)施例可 利用基于模型的控制器來(lái)實(shí)時(shí)或幾乎實(shí)時(shí)地計(jì)算通過至少一個(gè)閥的燃料流量?，F(xiàn)在參考附圖，其中各個(gè)數(shù)字表示遍布若干視圖的相似元件。圖1是根據(jù)本發(fā)明 的一實(shí)施例的示意圖，其示出與控制系統(tǒng)30集成的渦輪機(jī)10。圖1示出渦輪機(jī)10，包括 壓縮機(jī)部分15、燃燒室20、以驅(qū)動(dòng)方式耦合到壓縮機(jī)部分15的渦輪部分25和控制系統(tǒng) 30。壓縮機(jī)入口 35將氣流饋送到入口導(dǎo)流葉片(IGV) 40以及壓縮機(jī)部分15。IGV致動(dòng)器 (actuator) 60可以從控制系統(tǒng)30接收命令以移動(dòng)IGV 40來(lái)調(diào)整進(jìn)入壓縮機(jī)部分15的空 氣的量。渦輪部分25可以驅(qū)動(dòng)負(fù)載45，例如但不限于產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。用于檢測(cè)渦輪機(jī)10、負(fù)載45和環(huán)境的各種狀況的若干傳感器50可以監(jiān)視渦輪機(jī) 10的操作。例如但不限于，溫度傳感器可監(jiān)視壓縮機(jī)排氣溫度(discharge temperature), 尾氣溫度(exhaust temperature)和通過渦輪機(jī)10的氣流的其他溫度測(cè)量。壓力傳感器 可監(jiān)視壓縮機(jī)部分15的入口和出口處、尾氣以及氣流中的其他位置處的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力 級(jí)別。傳感器50還可包括感測(cè)與渦輪機(jī)10的操作相關(guān)的各種參數(shù)的流量傳感器、速度傳 感器、火焰檢測(cè)器傳感器、閥位置傳感器、導(dǎo)流葉片角度傳感器或諸如此類?？刂葡到y(tǒng)30可以是包括至少一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述處理器執(zhí)行程序以 使用傳感器輸入和來(lái)自操作人員的指令來(lái)控制渦輪機(jī)10的操作?？刂葡到y(tǒng)30執(zhí)行的程序 可包括用于調(diào)節(jié)到燃燒室20的燃料流量的調(diào)度算法?？刂葡到y(tǒng)30生成的命令可使得渦輪 機(jī)10上的燃料控制器55調(diào)整至少一個(gè)燃料閥65，其調(diào)節(jié)燃料的流量和類型?？刂葡到y(tǒng)30可部分地基于控制系統(tǒng)30的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的算法來(lái)調(diào)節(jié)渦 輪機(jī)10。這些算法可以使得控制系統(tǒng)30能夠?qū)⑽矚庵械腘Ox和CO排放維持到某個(gè)預(yù)定 義的限制，并將燃燒室點(diǎn)火溫度維持到預(yù)定義的溫度限制內(nèi)。燃燒室20可結(jié)合在干式低 Nox(DLN)燃燒系統(tǒng)內(nèi)?？梢詫⒖刂葡到y(tǒng)30編程并修改成控制DLN燃燒系統(tǒng)。具有DLN燃燒系統(tǒng)的渦輪機(jī)10要求精確的控制，以便排放在容許或優(yōu)選的限制 內(nèi)；并確保渦輪機(jī)10在某些可操作性邊界內(nèi)操作，例如但不限于貧油熄火和燃燒動(dòng)態(tài)性 (combustion dynamics)。這 些系統(tǒng)可能要求高度精確且校準(zhǔn)的燃料閥65，例如但不限于氣 控制閥。
包括調(diào)度的燃料分流和將期望的燃料分流與燃料控制閥致動(dòng)器沖程相關(guān)的校準(zhǔn) 曲線的算法可確定流到每個(gè)燃燒室20中的每組燃料噴嘴的燃料的量。出于各種原因(例 如但不限于閥校準(zhǔn)、閥尺寸的變化等)，實(shí)際的燃料分流和調(diào)度的燃料分流可能不同。常見 的是，這些燃料閥65的校準(zhǔn)要求現(xiàn)場(chǎng)維修工程師調(diào)整控制系統(tǒng)30中的設(shè)置以適應(yīng)由于磨 損和其他狀況所導(dǎo)致的燃料閥65的 操作中的改變。通常，當(dāng)渦輪機(jī)10操作時(shí)，不能重新校 準(zhǔn)燃料閥65。常規(guī)閉環(huán)系統(tǒng)采用傳感器來(lái)測(cè)量每個(gè)燃料閥65的位置并提供控制算法使用的反 饋數(shù)據(jù)。與燃料閥65關(guān)聯(lián)的感測(cè)設(shè)備相關(guān)的費(fèi)用、延遲、可靠性、維護(hù)和校準(zhǔn)問題造成關(guān)于 閉環(huán)方法的獨(dú)特問題。例如但不限于，有關(guān)燃料閥65的位置的不精確讀數(shù)可能導(dǎo)致渦輪機(jī) 10生成不符合規(guī)范的排放。圖2是示出燃料控制器55的常規(guī)算法的框圖。圖2可以視為高級(jí)別的系統(tǒng)示意 圖，其示出可如何將燃料控制器55的常規(guī)算法與燃燒室20集成。渦輪機(jī)10的燃燒系統(tǒng)的 一實(shí)施例可結(jié)合多個(gè)歧管70。歧管70從燃料閥65接收燃料，然后將燃料分發(fā)到渦輪機(jī)10 的每個(gè)燃燒室20上的噴嘴。如圖2中所示，一些燃燒系統(tǒng)包括多個(gè)歧管70。此處，每個(gè)歧 管70可對(duì)應(yīng)于特定的燃料閥65。包括算法框80、85、90和95的系列的程序可控制對(duì)應(yīng)于 特定歧管70的特定燃料閥65的操作。例如但不限于，在一些DLN燃燒系統(tǒng)中，包括四個(gè)圖 示的歧管70，如圖2中所示。此處，每個(gè)歧管70與單獨(dú)的燃料閥65集成；圖2中僅示出其 中之一。一些控制系統(tǒng)30要求有關(guān)歧管70內(nèi)的壓力的數(shù)據(jù)。歧管裝置75 (也示出為GNx) 通常用于提供此數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)對(duì)于燃料調(diào)度、燃燒分流(combustion split)等可能是重要 的。歧管裝置75可以采取壓力傳送器、壓力變換器或可測(cè)量歧管70內(nèi)的壓力的任何其他 裝置的形式。壓力數(shù)據(jù)可能是重要的，其對(duì)于每個(gè)歧管70都要求三重冗余歧管裝置75，如 圖所示。下面是常規(guī)算法的一實(shí)施例可如何控制燃料閥65的操作的示例。將傳感器和替 代(surrogate)提供到框80、85、90和95以定義閥位置請(qǐng)求。一般，傳感器信號(hào)可提供有 關(guān)傳感器50直接監(jiān)視的渦輪機(jī)10的參數(shù)的數(shù)據(jù)。例如但不限于，溫度和壓力傳感器可直 接測(cè)量對(duì)于渦輪機(jī)10的入口處、壓縮機(jī)部分15的各階處和尾氣處的溫度和壓力。相似地， 速度傳感器可測(cè)量渦輪機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度，而流量傳感器可測(cè)量進(jìn)入燃燒室20的燃料流量。 替代是非直接感測(cè)的渦輪機(jī)10的參數(shù)，而是基于根據(jù)有關(guān)其他操作狀況的傳感器數(shù)據(jù)的 相關(guān)性和算法來(lái)確定的參數(shù)。框80表示可確定請(qǐng)求的閥位置(PMl_req)的閥位置算法?？?0接收有關(guān)點(diǎn)火溫 度(TTRF)和燃燒模式(模式X)的數(shù)據(jù)?；赥TRF和模式X，框80可隨后利用其他數(shù)據(jù)集 的圖表來(lái)確定燃料閥65的期望位置。接下來(lái)，表示期望閥面積算法的框85可確定實(shí)現(xiàn)期 望的閥位置所必需的燃料閥65的所要求的開口。框85可接收PMl_req和有關(guān)燃料閥65 的尺寸的數(shù)據(jù)(Calc Ae)?？?5然后可利用其他數(shù)據(jù)集的圖表來(lái)確定實(shí)現(xiàn)燃料閥65的期 望位置所要求的沖程(PMlstrk_req)。接下來(lái)，可以將PMlstrk_req數(shù)據(jù)發(fā)送到燃料閥65 的控制器?？?5可提供有關(guān)燃料閥65的實(shí)際位置的反饋。此處，連接到燃料閥65的位置 裝置(例如但不限于線性變量差分變換器(LVDT))可以提供位置反饋數(shù)據(jù)(PMlstrk_act)。 框95和燃料閥65的控制器可將PMlstrk_req與PMlstrk_act數(shù)據(jù)比較，然后在要求時(shí)生成誤差信號(hào)以調(diào)整燃料閥65的位置。如果可以使渦輪機(jī)10消除對(duì)來(lái)自歧管裝置75的傳感器信號(hào)中的三重冗余的要 求，并且僅采用單個(gè)歧管裝置75，則可以避免顯著的產(chǎn)品成本并降低維護(hù)要求。但是，在前 述常規(guī)算法或諸如此類中采用 單個(gè)歧管裝置75，可能將顯著的可靠性負(fù)擔(dān)置于該歧管裝置 75之上。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的框圖，其示出用于燃料控制器55的基于模型的算 法。圖3可以視為高級(jí)別的系統(tǒng)示意圖，其示出可如何將燃料控制器55的基于模型的算法 與燃燒室20集成。如上所述，渦輪機(jī)10的燃燒系統(tǒng)的一實(shí)施例可結(jié)合多個(gè)歧管70。歧管 70從燃料閥65接收燃料，然后將燃料分發(fā)到渦輪機(jī)10的每個(gè)燃燒室20上的噴嘴。每個(gè)歧 管70可對(duì)應(yīng)于特定的燃料閥65。例如但不限于，在一些燃燒系統(tǒng)中，將四個(gè)圖示的歧管70 的每一個(gè)與特定燃料閥65集成；圖3中僅示出其中之一。如圖所示，圖3將燃料系統(tǒng)模型100、微調(diào)算法105和燃料流量算法110添加到圖 2中論述的常規(guī)算法。圖3還示出本發(fā)明的燃料控制器55的一實(shí)施例對(duì)于DLN燃料系統(tǒng)的 每個(gè)歧管70可僅要求單個(gè)歧管裝置75。燃料系統(tǒng)模型100的一實(shí)施例可實(shí)時(shí)地確定燃料閥65的實(shí)際位置的估計(jì)。燃料系 統(tǒng)模型100可以視為自適應(yīng)實(shí)時(shí)引擎，其包括渦輪機(jī)10的操作的仿真。燃料系統(tǒng)模型100 可允許實(shí)時(shí)地調(diào)諧每個(gè)燃料閥65以與期望的燃料調(diào)度匹配。這可以通過對(duì)燃料閥65的校 準(zhǔn)曲線進(jìn)行自適應(yīng)校正以允許燃料分流和調(diào)度的閉環(huán)控制。燃料系統(tǒng)模型100的益處之一是，不要求前述的LVDT或測(cè)量燃料閥65的位置的 其他物理裝置。相反，燃料系統(tǒng)模型100利用有關(guān)如下的數(shù)據(jù)a)歧管70內(nèi)的壓力；b)有 關(guān)室壓力、燃料性質(zhì)、周圍狀況、點(diǎn)火溫度的數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)燃料閥65的位置。燃 料系統(tǒng)模型100可以顯著降低確定燃料閥65的位置的裝置的不精確校準(zhǔn)的影響?？梢允褂梦⒄{(diào)算法105以基于燃料系統(tǒng)模型100數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整或調(diào)諧燃料分流。微 調(diào)算法的一實(shí)施例可確定噴嘴區(qū)域中期望的閥位置與實(shí)際閥位置之間的差。微調(diào)算法105 可用作數(shù)學(xué)引擎，例如但不限于比例加積分(P+I)補(bǔ)償算法，其輸出用于噴嘴區(qū)域中的改 變的微調(diào)閥(ΔΑθ)。P+I單元可接收誤差信號(hào)，誤差信號(hào)可以是PMl_req與PMl_act之間 的差，如前所述。如圖3中所示，燃料系統(tǒng)模型100可生成PMl_act，并且閥位置算法框80 可生成PMl_req。燃料流量算法110 —般用于基于歧管壓力來(lái)計(jì)算燃料流量(Σ Wi)。這可通過提 供與燃料閥65的校準(zhǔn)無(wú)關(guān)的燃料流量值來(lái)證明是有益的。燃料流量算法110可接收有關(guān) 校正的Ae的數(shù)據(jù)，其結(jié)合來(lái)自燃料系統(tǒng)模型100與微調(diào)算法105的數(shù)據(jù)。而且，Σ Wi的值 可以與燃料加熱無(wú)關(guān)，使用確定Σ Wi的其他方法其可能發(fā)生。例如但不限于，一些方法經(jīng) 由安裝在燃燒室20的端蓋(end cover)上的孔來(lái)測(cè)量Σ wi0此處，流經(jīng)孔的燃料由于從 燃燒室20的組件到燃料的傳導(dǎo)性傳熱而經(jīng)歷溫度上升。此傳熱可導(dǎo)致燃料流量的不精確 值。燃料流量算法110所采用的方法不利用孔。所測(cè)量的燃料可經(jīng)歷少得多的溫度上升。 因此，該燃料流量算法可以提供Σ Wi的更精確測(cè)量。下面是本發(fā)明的一實(shí)施例可如何控制燃料閥65的操作的非限制示例，但是不限 于此。將傳感器和替代提供到一系列算法80、85、90、95、100、105和110以定義閥位置請(qǐng)求。 框80、85和90的功能和操作可以與圖2中所述的相似。
框80表示可確定期望的閥位置(PMl_req)的算法?？?0接收有關(guān)點(diǎn)火溫度 (TTRF)和燃燒模式(模式X)的數(shù)據(jù)?；赥TRF和模式X，框80可然后利用其他數(shù)據(jù)集的 圖表來(lái)確定燃料閥65的期望位置。接下來(lái)，表示期望的閥面積算法的框85可確定實(shí)現(xiàn)期 望閥位置(PMl_req)所必需的燃料閥65的所要求的開口。然后可以將用于PMl_req的確 定值發(fā)送到框85以及第一求和點(diǎn)115?？?5可接收PMl_req數(shù)據(jù)并包括存儲(chǔ)器，其可在其中存儲(chǔ)有燃料閥65的尺寸。框 85然后可以利用圖表或其他數(shù)據(jù)集來(lái)確定實(shí)現(xiàn)PMl_req所需的要求的閥面積(Calc_Ae)?？?0 (前述的閥沖程請(qǐng)求算法)然后可接收有關(guān)Calc Ae的數(shù)據(jù)?？?0可以利 用至少一個(gè)曲線或其他數(shù)據(jù)來(lái)確定實(shí)現(xiàn)PMl_req所需的要求的沖程(PMlstrk_req)。此處， 所述至少一個(gè)曲線或其他數(shù)據(jù)可包括存儲(chǔ)的閥校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。接下來(lái)，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，框95可接收PMlstrk_req數(shù)據(jù)。此處，框95可 以服務(wù)于幾個(gè)目的?？?5可以將PMlstrk_req傳遞到燃料閥65?？?5還可以利用至少一 個(gè)曲線或其他數(shù)據(jù)來(lái)確定燃料閥65的實(shí)際面積。此數(shù)據(jù)可以在本發(fā)明的一實(shí)施例的閉環(huán) 特征中使用，并且可提供有關(guān)燃料閥65的實(shí)際位置的反饋。PMlstrkjeq數(shù)據(jù)可以視為確定燃料分流的命令，其可導(dǎo)致燃料閥65的致動(dòng)器的 移動(dòng)。在PMlstrk_req導(dǎo)致燃料閥65的位置的調(diào)整之后，可考慮燃料分流；歧管裝置75可 測(cè)量歧管70內(nèi)的壓力量中的差。正如所論述的，本發(fā)明的一實(shí)施例可以用單個(gè)歧管裝置 75、重要且成本節(jié)省的特征來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。然后可將歧管壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到燃料系統(tǒng)模型100，燃料 系統(tǒng)模型100可確定和/或確認(rèn)燃料閥65的實(shí)際位置(PMl_act)。接下來(lái)，第一求和點(diǎn)115可以將有關(guān)期望的燃料分流的數(shù)據(jù)與實(shí)際燃料分流比 較。這可采取聯(lián)系于請(qǐng)求的閥位置(PMl_req)和閥位置(PMl_act)的形式的比較。表示 PMl_act與PMl_req之間差的誤差信號(hào)可發(fā)送到微調(diào)算法105。可以重復(fù)此過程，直到期望 的燃料分流近似等于實(shí)際燃料分流為止。接下來(lái)，第二求和點(diǎn)120可從實(shí)際Ae減去或微調(diào)Δ Ae，從而形成校正的Ae。校正 的Ae可以視為燃料閥65實(shí)現(xiàn)PMl_req值可能需要的噴嘴面積中改變的要求量。接下來(lái)，可隨后將校正的Ae值傳遞到框90。此處，可以調(diào)整校準(zhǔn)曲線或其他數(shù)據(jù) 集來(lái)形成新的PMlstrk_req，從而導(dǎo)致如所述的對(duì)燃料閥65的沖程的調(diào)整。還可以將校正 的Ae值傳遞到燃料流量算法110，其可以如所述地確定總?cè)剂狭髁喀?Wi的更新閥。如所述的，本發(fā)明的一實(shí)施例可以為用戶提供多個(gè)益處。本發(fā)明的一實(shí)施例可以 自動(dòng)地補(bǔ)償校準(zhǔn)過程和控制閥硬件中的變化。本發(fā)明的一實(shí)施例可以免除歧管裝置75的 冗余。本發(fā)明的一實(shí)施例可提供一種與燃料加熱無(wú)關(guān)的用于確定總?cè)剂狭髁康姆椒āD4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于操作燃料系統(tǒng)的示范系統(tǒng)400的框圖。圖3 的元件可包含在系統(tǒng)400中并由其執(zhí)行。系統(tǒng)400可包括一個(gè)或多個(gè)用戶或客戶端通信裝 置402或類似的系統(tǒng)或裝置(圖4中示出兩個(gè))。每個(gè)通信裝置402可以是例如但不限于 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩電話或能夠發(fā)送和接收電子消息的類似裝置。通信裝置402可包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器404或本地文件系統(tǒng)。系統(tǒng)存儲(chǔ)器404可包括例 如但不限于只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。ROM可包括基本輸入/輸出系統(tǒng) (BIOS)。BIOS可包含幫助在通信裝置402的元件或組件之間傳輸信息的基本例程。系統(tǒng)存 儲(chǔ)器404可包含操作系統(tǒng)406以控制通信裝置402的整體操作。系統(tǒng)存儲(chǔ)器402還可包括瀏覽器408或web瀏覽器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器404還可包括用于操作可與圖3中的系統(tǒng)相似或包 括其元件的基于模型的燃料系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410。系統(tǒng)存儲(chǔ)器404可進(jìn)一步包括模板高速緩存存儲(chǔ)器412，其可以結(jié)合圖3來(lái)使用以 用于操作基于模型的燃料系統(tǒng)。通信裝置402還可包括處理器或處理單元414以控制通信裝置402的其他組件的 操作。操作系統(tǒng)406、瀏覽器408、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410在處理器814上可以是可操作的。處理器 414可通過系統(tǒng)總線416耦合到存儲(chǔ)器系統(tǒng)404和通信裝置402的其他組件。通信裝置402還可包括多個(gè)輸入裝置、輸出裝置或組合輸入/輸出裝置418。每個(gè) 輸入/輸出裝置418可通過輸入/輸出接口耦合到系統(tǒng)總線416 (圖4中未示出)。輸入和 輸出裝置或組合I/O裝置418允許用戶操作通信裝置402并與通信裝置402接口以及控制 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410和瀏覽器408的操作以訪問、操作和控制用于操作基于模型的燃料系統(tǒng)的軟 件。I/O裝置418可包括鍵盤和計(jì)算機(jī)定點(diǎn)裝置或諸如此類以執(zhí)行本文論述的操作。
I/O裝置418還可包括磁盤驅(qū)動(dòng)器、光、機(jī)械、磁或紅外線輸入/輸出裝置、調(diào)制解 調(diào)器或諸如此類。I/O裝置418可用于訪問媒體420。媒體420可包含、存儲(chǔ)、傳遞或傳輸 計(jì)算機(jī)可讀或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或用于由系統(tǒng)(例如通信裝置402)使用的或與之結(jié)合使 用的其他信息。通信裝置402還可包括其他裝置(例如顯示器或監(jiān)視器422)或與之連接。監(jiān)視 器422可用于允許用戶與通信裝置402接口。通信裝置402還可包括硬盤驅(qū)動(dòng)器424。硬盤驅(qū)動(dòng)器424可通過硬驅(qū)動(dòng)器接口(圖 4中未示出)耦合到系統(tǒng)總線416。硬盤驅(qū)動(dòng)器424還可形成系統(tǒng)存儲(chǔ)器404或本地文件 系統(tǒng)的部分。可在系統(tǒng)存儲(chǔ)器404和硬盤驅(qū)動(dòng)器424之間傳輸和交換程序、軟件和數(shù)據(jù)以 用于通信裝置402的操作。通信裝置402可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)428與遠(yuǎn)程服務(wù)器426通信，并且可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)428訪問 其他服務(wù)器或與通信裝置402類似的其他通信裝置。系統(tǒng)總線416可通過網(wǎng)絡(luò)接口 430耦 合到網(wǎng)絡(luò)428。網(wǎng)絡(luò)接口 430可以是用于耦合到網(wǎng)絡(luò)428的調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)卡、路由器、 網(wǎng)關(guān)或諸如此類。耦合可以是有線連接或無(wú)線的。網(wǎng)絡(luò)428可以是因特網(wǎng)、專用網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián) 網(wǎng)或諸如此類。服務(wù)器426還可包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器432，系統(tǒng)存儲(chǔ)器432可包括文件系統(tǒng)、ROM、RAM 和諸如此類。系統(tǒng)存儲(chǔ)器432可包括與通信裝置402中的操作系統(tǒng)406類似的操作系統(tǒng) 434。系統(tǒng)存儲(chǔ)器432還可包括用于操作基于模型的燃料系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)436。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 436根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例可包括與結(jié)合圖3描述的那些操作類似的操作。服務(wù)器系統(tǒng)存 儲(chǔ)器432還可包括其他文件438、應(yīng)用、模塊和諸如此類。服務(wù)器426還可包括處理器442或處理單元以控制服務(wù)器426中的其他裝置的操 作。服務(wù)器426還可包括I/O裝置444。I/O裝置444可類似于通信裝置402的I/O裝置 418。服務(wù)器426可進(jìn)一步包括其他裝置446 (例如監(jiān)視器或諸如此類)以與I/O裝置444 一起提供到服務(wù)器426的接口。服務(wù)器426還可包括硬盤驅(qū)動(dòng)器448。系統(tǒng)總線450可連 接服務(wù)器426的不同組件。網(wǎng)絡(luò)接口 452可經(jīng)由系統(tǒng)總線450將服務(wù)器426耦合到網(wǎng)絡(luò) 428。附圖中的流程圖和步驟示意圖示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)、功能性和操作。在此方面中，流程圖或步驟示意圖中的每個(gè) 步驟可表示代碼的部分或段、模塊，其包括用于實(shí)現(xiàn)指定邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指 令。還應(yīng)該注意，在一些備選實(shí)現(xiàn)中，步驟中提到的功能可以不按附圖中提到的次序來(lái)進(jìn) 行。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)步驟實(shí)際上可基本同時(shí)執(zhí)行或這些步驟有時(shí)可以相反次序來(lái)執(zhí) 行，這取決于所涉及的功能性。還將注意，框圖和/或流程示的每個(gè)步驟和框圖和/或 流程示中步驟的組合可由基于專用硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些系統(tǒng)執(zhí)行指定的功能或動(dòng) 作或?qū)Ｓ糜布陀?jì)算機(jī)指令的組合。本文使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，并非旨在作為本發(fā)明的限制。 當(dāng)在本文中使用時(shí)，單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”和“該”旨在也包含復(fù)數(shù)形式，除非上下 文另行明確指出。還將理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”在本說明書中使用時(shí)指定陳述的 特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步 驟、操作、元件、組件或它們的組的存在或添加。雖然本發(fā)明已相對(duì)其僅僅幾個(gè)示范實(shí)施例來(lái)相當(dāng)詳細(xì)地描述并示出，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)該理解，并非旨在將本發(fā)明限于這些實(shí)施例，因?yàn)樵诓粚?shí)質(zhì)性地背離本發(fā)明的 創(chuàng)新教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的前提下(尤其是根據(jù)前述的教導(dǎo))可以對(duì)所公開的實(shí)施例進(jìn)行各種修 改、省略和添加。因此，旨在涵蓋如可包含在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所 有此類修改、省略、添加和等效物。部件列表
10渦輪機(jī)
15壓縮機(jī)部分
20燃燒室
25渦輪部分
30控制系統(tǒng)
35壓縮機(jī)入口
40入口導(dǎo)流葉片(IGV)
45負(fù)載
50傳感器
55燃料控制器
60IGV致動(dòng)器
65燃料閥
70歧管
75歧管裝置
80閥位置算法
85期望的閥面積算法
90閥沖程請(qǐng)求算法
95實(shí)際的閥面積算法
100燃料系統(tǒng)模型
105微調(diào)算法
110燃料流量算法
115 第一求和點(diǎn)120 第二求和點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種調(diào)整裝置的位置的方法(300)，所述方法(300)包括a.使用算法(90)來(lái)確定裝置的位置的估計(jì)值，其中所述算法從至少一個(gè)傳感器接收輸入，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量所述裝置的物理性質(zhì)；b.基于請(qǐng)求的位置和所述裝置的實(shí)際位置的值的比較來(lái)確定微調(diào)因子(105)；c.利用所述微調(diào)因子來(lái)調(diào)整所估計(jì)的位置的值(120)；以及d.確定所述請(qǐng)求的位置和所估計(jì)的位置的值是否在容許的范圍內(nèi)(95)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法(300)，其中所述裝置包括至少一個(gè)控制閥(65)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法(300)，其中所述至少一個(gè)傳感器包括測(cè)量歧管(70)的物 理性質(zhì)的歧管裝置(75)，其中所述歧管(70)將燃料提供到所述至少一個(gè)控制閥(65)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法(300)，其中所述算法包括燃料系統(tǒng)模型(100)，所述燃料 系統(tǒng)模型(100)利用來(lái)自所述至少一個(gè)傳感器的輸入來(lái)確定所述至少一個(gè)控制閥(65)的 當(dāng)前位置。
5.如權(quán)利要求1所述的方法(300)，其中所述算法利用有關(guān)燃燒點(diǎn)火溫度和燃燒操作 模式的數(shù)據(jù)來(lái)確定所述請(qǐng)求的位置(80)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法(300)，其中基于請(qǐng)求的位置和所估計(jì)的位置的值的比較 來(lái)確定微調(diào)因子的步驟(105)包括微調(diào)算法，其中所述微調(diào)算法確定所述請(qǐng)求的位置和所 估計(jì)的位置的值(65)之間的差(120)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法(300)，其中所述微調(diào)算法確定噴嘴面積差(105)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法(300)，其中所述算法結(jié)合來(lái)自所述微調(diào)算法(105)的數(shù) 據(jù)以確定燃料流量。
9.如權(quán)利要求7所述的方法(300)，還包括利用有關(guān)所述噴嘴面積差的數(shù)據(jù)來(lái)生成命 令以調(diào)整所述至少一個(gè)控制閥(65、90、95)的位置。
10.如權(quán)利要求8所述的方法(300)，還包括將所述命令(65)應(yīng)用到操作所述至少一 個(gè)控制閥(65)的系統(tǒng)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于主動(dòng)調(diào)諧閥的方法和系統(tǒng)”。本發(fā)明的一實(shí)施例具有利用基于模型的系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整至少一個(gè)閥(65)的參數(shù)的技術(shù)效果。本發(fā)明的一實(shí)施例通過將基于模型的控制器與實(shí)時(shí)或近似實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成來(lái)調(diào)整至少一個(gè)閥(65)的參數(shù)，以降低對(duì)燃料系統(tǒng)(55)內(nèi)多個(gè)傳感器的需求。本發(fā)明的一實(shí)施例可利用基于模型的控制器來(lái)實(shí)時(shí)或幾乎實(shí)時(shí)地計(jì)算通過至少一個(gè)閥的燃料流量。
文檔編號(hào)F02C9/32GK101858258SQ201010165258
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者E·H·童, G·C·弗里德里克, T·A·希利 申請(qǐng)人:通用電氣公司