專利名稱：用于管理發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)的領(lǐng)域總體上涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地，涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)在線功率管理的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在至少一些已知的飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)中，功率管理系統(tǒng)是離線配置的。在離線配置中，確定用于受控輸出(例如，總推力、風(fēng)扇速度)的控制基準(zhǔn)時(shí)間表(schedule)、用于輸入(例如，一些可變幾何形狀)的開(kāi)環(huán)時(shí)間表和約束限制(例如，燃料-空氣比率、轉(zhuǎn)子速度變化率等)的單獨(dú)優(yōu)化。基準(zhǔn)時(shí)間表然后由發(fā)動(dòng)機(jī)在操作期間利用并且不再更新直至下一次離線配置。在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜性增加以及輸入與輸出之間的多變量交互的前提下，功率管理系統(tǒng)的離線配置不必要地限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的總體執(zhí)行性能，即使使用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)、尤其是飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)，將由于在飛行控制與發(fā)動(dòng)機(jī)控制之間的緊密集成而最頻繁地在瞬態(tài)下操作的情況下，最佳功率管理的設(shè)計(jì)變得更富有挑戰(zhàn)性，其中飛行控制將連續(xù)地調(diào)整某些關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)控制變量。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于控制渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的在線功率管理的方法。該方法包括使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以第一帶寬操作，將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入濾波為第二帶寬，以及通過(guò)以第二帶寬操作的功率管理系統(tǒng)接收至少一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)輸入。該方法還包括利用該至少一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)輸入來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，基于該預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制，得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化，以及向發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)輸出最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制。在另一實(shí)施例中，提供一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的在線功率管理的方法，所述方法包括:使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以第一帶寬操作；將來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入濾波為第二帶寬；通過(guò)以所述第二帶寬操作的功率管理系統(tǒng)接收所述至少一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)輸入；利用所述至少一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)輸入和閉環(huán)動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)模型來(lái)對(duì)期望的未來(lái)時(shí)間段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件；基于所述預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理；得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化；以及將所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理輸出到所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，濾波至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入還包括濾波傳感器輸入、促動(dòng)器位置輸入和外界條件輸入中的至少一個(gè)。在另一實(shí)施例中，方法還包括利用所述至少一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)輸入來(lái)確定基線發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理。在另一實(shí)施例中，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件還包括利用所確定的基線發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件。在另一實(shí)施例中，輸出所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理還包括輸出基準(zhǔn)、開(kāi)環(huán)輸入和約束限制中的至少一個(gè)。在另一實(shí)施例中，濾波還包括粗略估計(jì)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入。在另一實(shí)施例中，粗略估計(jì)還包括對(duì)預(yù)定時(shí)間段粗略估計(jì)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入。在另一實(shí)施例中，提供一種功率管理系統(tǒng)。該功率管理系統(tǒng)包括配置成接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入的基線功率管理構(gòu)件和模型預(yù)測(cè)控制裝置(control)。該模型預(yù)測(cè)控制裝置配置成利用該至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，基于該預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制，得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化，并且輸出最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制。在另一實(shí)施例中，提供一種用于在飛行器中使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括配置成感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)并配置成生成代表該發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器輸入的至少一個(gè)傳感器、配置成控制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器中的至少一個(gè)的控制系統(tǒng)、以及用于動(dòng)態(tài)地管理發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的功率管理系統(tǒng)。該功率管理系統(tǒng)包括配置成接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入的基線功率管理構(gòu)件和模型預(yù)測(cè)控制裝置。該模型預(yù)測(cè)控制裝置配置成利用該至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，基于該預(yù)測(cè)來(lái)確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制，得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化，并且輸出最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制。在另一實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的功率管理系統(tǒng)以第二帶寬操作。在另一實(shí)施例中，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括配置成粗略估計(jì)從第一帶寬到第二帶寬的傳感器輸入的至少一個(gè)低通濾波器。在另一實(shí)施例中，所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理還包括基準(zhǔn)、開(kāi)環(huán)輸入和約束限制中的至少一個(gè)。


圖1是示例性可變循環(huán)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2是可與圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的示例性功率管理系統(tǒng)的示意圖。圖3是圖2中所示的功率管理系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖，該實(shí)施方案采用了對(duì)已有的基線功率管理方案(scheme)的修改。圖4是用于與圖2中所示的功率管理系統(tǒng)一起使用的示例性流程圖。部件列表 10發(fā)動(dòng)機(jī)
12縱向中心線 14飛行器
16入口 18外界空氣 20風(fēng)扇組件22渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
24HPC26燃燒器
28HPT
30LPT
32增強(qiáng)器(augmentor)
34第一軸
36第二軸
38外殼體
40內(nèi)殼體
42前區(qū)段
44旁通管道
46擴(kuò)散器襯套
48閥組件
50內(nèi)旁通管道
52外旁通管道
54風(fēng)扇旁通流
56內(nèi)旁通流
58外旁通流
60分離襯套
62閥部分
64密封件
66第一空氣流部分
68旁通空氣
70排放裝置
72風(fēng)扇入口溫度傳感器
74總壓力傳感器
76排出靜壓力傳感器
78排出靜壓力傳感器
80管道靜壓力傳感器
82襯套靜壓力傳感器
84火焰探測(cè)器
86排氣溫度傳感器
88壓縮機(jī)排出溫度傳感器
90壓縮機(jī)入口溫度傳感器
92風(fēng)扇速度傳感器
94核心速度傳感器
100功率管理系統(tǒng)
102功率管理構(gòu)件 104控制系統(tǒng)
106傳感器
108促動(dòng)器
110發(fā)動(dòng)機(jī)控制器
112傳感器數(shù)據(jù)
114低通濾波器
118促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)
120外界飛行條件數(shù)據(jù)
122基準(zhǔn)
124約束
126控制輸入
200實(shí)施方案
202基線功率管理構(gòu)件
204模型預(yù)測(cè)控制裝置(MPC)
210優(yōu)選控制 212最佳修正 214基準(zhǔn) 216開(kāi)環(huán)輸入 218約束限制 300不例性流程圖 302所接收的數(shù)據(jù) 304確定功率管理 308輸出功率管理 310執(zhí)行模型預(yù)測(cè) 312確定功率管理 314輸出功率管理。
具體實(shí)施例方式本文中所述的實(shí)施例在諸如全權(quán)數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置(FADEC)和/或機(jī)載計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)內(nèi)提供模型。該模型用來(lái)利用測(cè)量的參數(shù)而在操作期間在控制系統(tǒng)中管理功率。本文中所述的實(shí)施例可在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施并且足夠靈活以滿足用于系統(tǒng)的不同操作模式的嚴(yán)格控制規(guī)格。例如，本文中所述的實(shí)施例可在具有翼載模式和噴氣動(dòng)力模式的飛行器中實(shí)施，其中本文中所述的實(shí)施例可適合于以噴氣動(dòng)力模式或懸停模式操作的要求。以下詳細(xì)描述以舉例方式而不是以限制方式來(lái)說(shuō)明實(shí)施例。如本文所用，以單數(shù)敘述并前接用詞“一”或“一個(gè)”的元件或步驟應(yīng)該理解為不排除多個(gè)元件或步驟，除非清楚地?cái)⑹隽诉@種排除。此外，本公開(kāi)對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”的參考不應(yīng)解釋為排除也結(jié)合了所敘述的特征的另外的實(shí)施例的存在。圖1是具有縱向中心線12的示例性可變循環(huán)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10被示為與飛行器14聯(lián)用。但是，應(yīng)理解，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可在任何合適的商業(yè)、工業(yè)、和/或民用系統(tǒng)和/或應(yīng)用中使用。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括環(huán)形入口 16，其接收被引導(dǎo)到風(fēng)扇組件20下游的外界空氣18。發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括核心燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)22，其包括與入口 16成軸向流動(dòng)關(guān)系的高壓壓縮機(jī)(HPC)24、燃燒器26、高壓渦輪(HPT) 28、低壓渦輪(LPT) 30和增強(qiáng)器32。HPT 28經(jīng)由第一軸34為HPC 24提供動(dòng)力。LPT 30經(jīng)由第二軸36為風(fēng)扇組件20提供動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括與內(nèi)殼體40隔開(kāi)的外殼體38。內(nèi)殼體40包括限定旁通管道44的前區(qū)段42。在該示例性實(shí)施例中，增強(qiáng)器32包括擴(kuò)散器襯套46。在該示例性實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括在旁通管道44內(nèi)聯(lián)接的閥組件48。閥組件48將旁通管道44分離成徑向內(nèi)旁通管道50和徑向外旁通管道52。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，內(nèi)旁通管道50和外旁通管道52大致同心地對(duì)準(zhǔn)。因此，并且在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)入旁通管道44的風(fēng)扇旁通流54被閥組件48分割成內(nèi)旁通流56和外旁通流58。此外,在該示例性實(shí)施例中，閥組件48調(diào)整被引導(dǎo)通過(guò)內(nèi)旁通管道50的內(nèi)旁通流56的體積和被引導(dǎo)通過(guò)外旁通管道52的外旁通流58的體積。在該示例性實(shí)施例中，分隔襯套60與閥組件48的后部62接觸并聯(lián)接到擴(kuò)散器襯套46上以有利于引導(dǎo)內(nèi)旁通流56通過(guò)內(nèi)旁通管道50。此外，分隔襯套60還有利于引導(dǎo)外旁通流58通過(guò)外旁通管道52。密封件64在閥部分62與分隔襯套60之間延伸，以有利于減少外旁通流58向內(nèi)旁通管道50中的泄漏。在操作期間，通過(guò)入口 16進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的空氣被風(fēng)扇組件20壓縮。離開(kāi)風(fēng)扇組件20的壓縮空氣流被分流成被引導(dǎo)到核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)22中的第一空氣流部分66和被引導(dǎo)通過(guò)旁通管道44的第二空氣流部分或旁通空氣68。第一空氣流部分66被HPC 24壓縮并被引導(dǎo)到燃燒器26。從燃燒器26排出的空氣流在通過(guò)排放裝置70從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出前使渦輪28和30旋轉(zhuǎn)。此外，由閥組件48引導(dǎo)的旁通空氣68通過(guò)排放裝置70從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出。在示例性實(shí)施例中,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10是軍用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),諸如可從俄亥俄州辛辛那提市的通用電氣公司購(gòu)得的FllO發(fā)動(dòng)機(jī)。備選地，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10是商用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如CFM56燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和/或CF34-10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，和/或船用/工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如LM6000發(fā)動(dòng)機(jī)，所有這些也可從通用電氣公司購(gòu)得。此外，應(yīng)了解的是，在其它實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是包含類似構(gòu)件的任何燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如可從通用電氣公司購(gòu)得的F136發(fā)動(dòng)機(jī)。圖2是可與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10 —起使用的示例性功率管理系統(tǒng)100的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，功率管理系統(tǒng)100包括與閉環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)104通信的功率管理構(gòu)件102?？刂葡到y(tǒng)104包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、多個(gè)傳感器106、多個(gè)促動(dòng)器108和發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置110。傳感器106監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)和/或飛行器操作并將在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間的實(shí)時(shí)實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)或傳感器輸入112輸入到諸如構(gòu)件102的功率管理模型。示例性傳感器106包括但不限于風(fēng)扇入口溫度傳感器72、壓縮機(jī)入口總壓力傳感器74、風(fēng)扇排出靜壓力傳感器76、壓縮機(jī)排出靜壓力傳感器78、排放管道靜壓力傳感器80、排放襯套靜壓力傳感器82、火焰探測(cè)器84、排氣溫度傳感器86、壓縮機(jī)排出溫度傳感器88、壓縮機(jī)入口溫度傳感器90、風(fēng)扇速度傳感器92和核心速度傳感器94。在該示例性實(shí)施例中，傳感器102監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)壓力、流體流量和/或轉(zhuǎn)矩。在該示例性實(shí)施例中，促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)118被輸入到構(gòu)件102。促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)118包括但不限于燃料流促動(dòng)器、可變面積促動(dòng)器、可變定子促動(dòng)器和/或泄放閥位置。在該示例性實(shí)施例中，外界飛行條件數(shù)據(jù)120被輸入到構(gòu)件102。外界飛行條件數(shù)據(jù)120包括但不限于外界溫度、外界壓力、飛行器馬赫數(shù)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)功率設(shè)定參數(shù)，諸如風(fēng)扇速度或發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比率。在備選實(shí)施例中，任何合適的數(shù)據(jù)被輸入到功率管理系統(tǒng)100。在一個(gè)實(shí)施例中，低通濾波器114被安置在傳感器106與構(gòu)件102之間以及促動(dòng)器108與構(gòu)件102之間，使得構(gòu)件102僅接收在傳感器數(shù)據(jù)112和促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)118中的低通頻率。在該示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)110在FADEC中實(shí)施。備選地，控制系統(tǒng)110可在機(jī)載計(jì)算機(jī)和/或適合于控制發(fā)動(dòng)機(jī)10和/或飛行器14的任何其他系統(tǒng)中實(shí)施。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)110控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作，諸如燃料噴射、噴嘴的定位、可變旁通、和/或升力風(fēng)扇面積、在帶有多個(gè)旁通流的系統(tǒng)中的內(nèi)、外阻流(blocker)門、可變定子、和/或閥位置。此外，在該示例性實(shí)施例中，基準(zhǔn)122和約束124由控制系統(tǒng)110用來(lái)控制至少一種發(fā)動(dòng)機(jī)操作?？刂葡到y(tǒng)110還接收傳感器輸入112以控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的至少一種操作。在操作中，構(gòu)件102接收數(shù)據(jù)112、118和120，基于所接收的數(shù)據(jù)112、118和120而預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，并且響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)性能預(yù)測(cè)而優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制。在該示例性實(shí)施例中，構(gòu)件102將基準(zhǔn)122和約束124輸出到控制系統(tǒng)110并基于發(fā)動(dòng)機(jī)性能預(yù)測(cè)而將控制輸入126直接輸出到飛行器14內(nèi)的促動(dòng)器108。在示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)104內(nèi)的所有構(gòu)件都以也稱為快速內(nèi)環(huán)的內(nèi)環(huán)帶寬運(yùn)行。在該示例性實(shí)施例中，內(nèi)環(huán)帶寬提供發(fā)動(dòng)機(jī)10、控制裝置110、傳感器106和促動(dòng)器108的接近實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)更新。構(gòu)件102和外界飛行條件數(shù)據(jù)120以也稱為慢速外環(huán)的外環(huán)帶寬運(yùn)行。在該示例性實(shí)施例中，所接收的數(shù)據(jù)112和118是可見(jiàn)于內(nèi)環(huán)帶寬中的動(dòng)態(tài)的粗略估計(jì)。內(nèi)環(huán)帶寬的粗略估計(jì)通過(guò)經(jīng)低通濾波器114濾波來(lái)自內(nèi)環(huán)的傳感器信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。低通濾波器114接近瞬時(shí)地接收傳感器數(shù)據(jù)112和促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)108并且得出數(shù)據(jù)的快速變化(fast variation)的平均數(shù)。在該示例性實(shí)施例中，濾波器114向構(gòu)件102提供數(shù)據(jù)112和118的I秒的粗略估計(jì)。備選地，濾波器114可提供有利于如本文中所述的管理發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的數(shù)據(jù)112和118的任何時(shí)間的粗略估計(jì)，其包括但不限于2秒或任何多秒。圖3是圖2中所示的功率管理系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案200的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，實(shí)施方案200圖示了圖2的構(gòu)件102的細(xì)節(jié)。實(shí)施方案200包括基線功率管理構(gòu)件202和模型預(yù)測(cè)控制裝置(MPC) 204。在該示例性實(shí)施例中，基線構(gòu)件202接收傳感器數(shù)據(jù)112、促動(dòng)器位置數(shù)據(jù)118和外界飛行條件數(shù)據(jù)120?；€功率管理構(gòu)件202包括預(yù)先加載到構(gòu)件中的表格，其提供在離線配置期間預(yù)先配置的基準(zhǔn)和約束限制。將所接收的數(shù)據(jù)104和118與預(yù)先加載的表格進(jìn)行比較，以輸出將由發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置110所接收的優(yōu)選控制210。在該示例性實(shí)施例中，MPC 204再檢查優(yōu)選控制210并向優(yōu)選控制210產(chǎn)生最佳修正212。最佳修正212可包括基準(zhǔn)214、開(kāi)環(huán)輸入216和約束限制218。優(yōu)化通過(guò)以下方式發(fā)生:
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的在線功率管理的功率管理系統(tǒng)(100)，所述功率管理系統(tǒng)包括: 基線功率管理構(gòu)件(102)，其配置成從以第一帶寬操作的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(104)接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入(112)，其中，所述基線功率管理構(gòu)件配置成以第二帶寬操作；以及模型預(yù)測(cè)控制裝置(204)，其配置成: 利用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)模型來(lái)對(duì)期望的未來(lái)時(shí)間段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件； 基于所述預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理； 得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化；并且 輸出所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的功率管理系統(tǒng)，其特征在于，所述基線功率管理構(gòu)件還配置成利用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入來(lái)確定基線發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入包括傳感器輸入、促動(dòng)器位置輸入和外界條件輸入中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其特征在于，所述模型預(yù)測(cè)控制裝置還配置成利用所確定的基線發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理和閉環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模型來(lái)對(duì)未來(lái)時(shí)間段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其特征在于，所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理還包括基準(zhǔn)、開(kāi)環(huán)輸入和約束限制中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其特征在于，所述基線功率管理構(gòu)件還配置成接收通過(guò)低通濾波器濾波的至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入。
7.一種用于在飛行器(14)中使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括: 至少一個(gè)傳感器(106)，其配置成感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)并配置成生成代表所述發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器輸入(112)； 控制系統(tǒng)(104)，其配置成控制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)；以及 用于發(fā)動(dòng)機(jī)的在線功率管理的功率管理系統(tǒng)(100)，所述功率管理系統(tǒng)包括: 基線功率管理構(gòu)件(202)，其配置成接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入；以及 模型預(yù)測(cè)控制裝置(204)，其配置成: 利用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入和閉環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模型來(lái)對(duì)未來(lái)時(shí)間段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件； 基于所述預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)控制； 得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化；以及 輸出所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)配置成利用所述最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理來(lái)控制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器是溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、流量傳感器、外界條件傳感器和促動(dòng)器位置傳感器中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器和所述控制系統(tǒng)在配置成以第一 帶寬操作的閉環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于管理發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的方法和系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的在線功率管理的功率管理系統(tǒng)(100)。該功率管理系統(tǒng)包括配置成從以第一帶寬操作的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(104)接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入(112)的基線功率管理構(gòu)件(102)，其中該基線功率管理構(gòu)件配置成以第二帶寬操作，以及模型預(yù)測(cè)控制裝置(204)。該模型預(yù)測(cè)控制裝置配置成利用該至少一個(gè)數(shù)據(jù)輸入和發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)模塊來(lái)對(duì)期望的未來(lái)時(shí)間段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，基于所述預(yù)測(cè)而確定最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理，得出用于期望優(yōu)化目標(biāo)的約束優(yōu)化，并且輸出最佳發(fā)動(dòng)機(jī)功率管理。
文檔編號(hào)F02C9/00GK103216338SQ20131002620
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者A.庫(kù)馬, S.查特吉, P.G.博南尼, A.V.塔維爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司