不基于模型控制逆向旋转开式转子燃气轮机的方法和设备

摘要

本发明涉及不基于模型控制逆向旋转开式转子燃气轮机的方法和设备。公开一种用于开式转子控制的简单、稳定可靠且系统性的控制方案，其具有差速齿轮箱。当CROR发动机的两个逆向旋转转子被差速齿轮箱调节时，两个转子速度针对给定的输入扭矩而耦合。本公开提供的方案通过将原始的单独的执行器输入和速度输出变换成差量&平均输入和输出而在数学上对这两个转子解耦。因为装置的新形成的控制系统表示具有解耦输入/输出映射，所以由此可应用简单的SISO控制。此外，目前的控制方案允许在双发动机运载工具上的四个转子之间有简单且非常协调的速度相同步。

主权项

一种逆向旋转开式转子燃气涡轮发动机，包括：前部无涵道转子(15)，其包括多个前部转子叶片，并且包括用于设定所述多个前部转子叶片的叶片桨距角的前部转子角度执行器(14)；后部无涵道转子(13)，其包括多个后部转子叶片，并且包括用于设定所述多个后部转子叶片的叶片桨距角的后部转子角度执行器(12)；差速齿轮箱(17)，其机械地联接在所述前部无涵道转子(15)和所述后部无涵道转子(13)之间，使得相应的前部无涵道转子(15)和后部无涵道转子(13)的转子速度针对给定的输入扭矩而耦合；燃气涡轮发动机(10)，其驱动所述差速齿轮箱(17)，并且包括用于设定通往所述燃气涡轮发动机(10)的燃料流量的燃料执行器(16)；以及开式转子控制系统(18，20)，其包括电连接到所述前部转子角度执行器(14)上的前部转子叶片桨距角命令(BetaF)、电连接到所述后部转子角度执行器(12)上的后部转子叶片桨距角命令(BetaA)、电连接到所述燃料执行器(16)上的燃料流量命令(Wf)、前部转子速度反馈信号(Nf)、后部转子速度反馈信号(Na)，以及用于计算发动机压力比(EPR)的两个发动机压力度量反馈信号；所述开式转子控制系统(18，20)包括控制算法，所述控制算法在数学上将前部转子速度基准信号(NfR)和后部转子速度基准信号(NaR)解耦成差速基准信号(NdR)和平均速度基准信号(NcR)，并且将所述前部转子速度反馈信号(Nf)和后部转子速度反馈信号(Na)解耦成差速反馈信号(Nd)和平均速度反馈信号(Nc)，并且在数学上将所述前部转子叶片桨距角命令(BetaF)和后部转子叶片桨距角命令(BetaA)解耦成差量叶片桨距角命令(BetaD)和平均叶片桨距角命令(BetaC)。