專利名稱：飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器的控制系統(tǒng)，可用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力且控制 經(jīng)傳動(dòng)件連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳的轉(zhuǎn)速。
背景技術(shù)：
已知的飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器通常由驅(qū)動(dòng)引擎(例如汽油引擎)和螺旋槳構(gòu)成，螺旋 槳通過安全聯(lián)軸器和齒輪連接于驅(qū)動(dòng)引擎。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力被控制為理想輸入動(dòng)力和測得的實(shí) 際動(dòng)力的函數(shù)，理想輸入動(dòng)力由飛行員靠第一起動(dòng)桿(加速桿)輸入、實(shí)際動(dòng)力由擁有冗余 設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)測得。借助于第二起動(dòng)桿，根據(jù)各發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的函數(shù)調(diào)整螺旋槳葉 片的角度位置，根據(jù)各發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，通過螺旋槳控制系統(tǒng)(預(yù)先沒有做冗余設(shè)計(jì))比較用 第二起動(dòng)桿輸入的理想轉(zhuǎn)速值與測得的螺旋槳轉(zhuǎn)速實(shí)際值，重新調(diào)整螺旋槳的轉(zhuǎn)速。采用 兩個(gè)起動(dòng)桿和兩個(gè)控制系統(tǒng)的這種控制類型不僅給飛行員增加了沉重的工作負(fù)擔(dān)而且不 可靠，在設(shè)置螺旋槳轉(zhuǎn)速時(shí)有可能發(fā)生操作錯(cuò)誤或各控制系統(tǒng)缺乏冗余，同時(shí)也需要有相 當(dāng)數(shù)量的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于控制飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和螺旋槳轉(zhuǎn)速的 一種冗余控制系統(tǒng)，它的特征是高度可靠和能減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)，以及減少部件數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明，該目的可通過權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的基本思路是實(shí)現(xiàn)由一個(gè)共享起動(dòng)桿來控制由加速桿確定的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 和飛機(jī)螺旋槳轉(zhuǎn)速，事實(shí)上，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(全權(quán)數(shù)字電子發(fā)動(dòng)機(jī)操 縱機(jī)構(gòu))接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)以及用于調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力(加速桿)的起動(dòng)桿的輸入信號(hào)，將控 制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出信號(hào)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)亦將根據(jù)確定的理想轉(zhuǎn)速和測得的實(shí)際轉(zhuǎn)速計(jì)算 出的輸出信號(hào)傳遞給螺旋槳葉片控制閥。因此，本發(fā)明的飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器控制器通過加 速桿和控制模塊控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，其控制經(jīng)傳動(dòng)件與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相連的飛機(jī)螺旋槳 的轉(zhuǎn)速，該飛機(jī)螺旋槳可由螺旋槳葉片控制閥控制，所述飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器控制器包括集 成了與控制動(dòng)力的加速桿和控制螺旋槳轉(zhuǎn)速的螺旋槳葉片控制閥相連的閉合控制回路的 全數(shù)字動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器，其比較根據(jù)加速桿位置得出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速理想值與測得的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速實(shí)際值，根據(jù)測定的轉(zhuǎn)速差異控制螺旋槳葉片控制閥，并按照加速桿位置預(yù)定的發(fā)動(dòng) 機(jī)動(dòng)力，自動(dòng)適配螺旋槳轉(zhuǎn)速。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這種單桿操作減輕了飛行員的負(fù)擔(dān)，減少了控 制器的部件數(shù)量，同時(shí)也擁有冗余設(shè)計(jì)。所述控制回路包括根據(jù)加速桿的提供以確定理想轉(zhuǎn)速值的評(píng)估器單元，核查該 確定的理想值的控制單元，比較理想值與測得的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際值、計(jì)算其差異的比較器， 及用于設(shè)置螺旋槳葉片控制閥和按照預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力調(diào)整螺旋槳轉(zhuǎn)速的PID控制器。


參照以下附圖可更詳細(xì)地說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式圖1顯示的是裝有集成了用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的螺旋槳轉(zhuǎn)速控制器的全數(shù)字化 動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(全權(quán)數(shù)字電子發(fā)動(dòng)機(jī)操縱機(jī)構(gòu))的飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器；圖2顯示的是該螺旋槳控制器的框圖。
具體實(shí)施例方式見圖1所示，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的曲軸1通過傳動(dòng)件3連接于飛機(jī)螺旋槳4，通過螺旋槳 葉片控制閥6調(diào)節(jié)螺旋槳葉片5以控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速。飛行員操縱加速桿7設(shè)置螺旋槳的 理想轉(zhuǎn)速。加速桿7、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2加上傳動(dòng)件3、和螺旋槳葉片控制閥6連接于通稱為全權(quán) 數(shù)字電子發(fā)動(dòng)機(jī)操縱機(jī)構(gòu)的數(shù)字化動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器8，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳進(jìn)行控制。該 全數(shù)字化動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器8接收輸入信號(hào)(傳感器信號(hào)，箭頭A)，并將相應(yīng)的輸出信號(hào)(發(fā) 動(dòng)機(jī)控制信號(hào))傳遞給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2 (箭頭B)，以通過燃油噴射、壓力、增壓和燃燒的方式控 制發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，數(shù)字化動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器8接收飛行員操縱加速桿7時(shí)或根據(jù)加速桿的位置 而發(fā)出的來自加速桿7的輸入信號(hào)(箭頭C)。評(píng)估器單元9利用集成在該動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器 8中的閉合控制回路，在圖2中簡單描述，首先確定與加速桿位置相應(yīng)的理想轉(zhuǎn)速值，并由控 制單元10核查此值。在比較器11中比較理想的轉(zhuǎn)速值與通過曲軸轉(zhuǎn)速傳感器傳遞給動(dòng)力單 元調(diào)節(jié)器8的實(shí)際轉(zhuǎn)速值。根據(jù)查明的實(shí)際與理想轉(zhuǎn)速值之間的差異，后面的PID控制器12 控制螺旋槳葉片控制閥6 (輸出信號(hào)，圖1中的箭頭D)，按照飛行員用加速桿7預(yù)定的柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)2的動(dòng)力，通過自動(dòng)調(diào)整螺旋槳葉片，自動(dòng)調(diào)整飛機(jī)螺旋槳4的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明提供的通過用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的加速桿7調(diào)節(jié)螺旋槳轉(zhuǎn)速的流程，集成 在控制動(dòng)力的動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器中，這種對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制省去了先前工藝螺旋槳控制所需的 第二起動(dòng)桿，以及相應(yīng)的非冗余性控制模塊，從而減輕了飛行員的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在他只需要操作 一個(gè)起動(dòng)桿。另一方面，全數(shù)字動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(全權(quán)數(shù)字電子發(fā)動(dòng)機(jī)操縱機(jī)構(gòu))8提供了 冗余控制系統(tǒng)。此外，與已知的兩起動(dòng)桿控制器相比，本發(fā)明減少了部件數(shù)量。符號(hào)說明
1曲軸
2柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
3傳動(dòng)件
4飛機(jī)螺旋槳
5螺旋槳葉片
6螺旋槳葉控制閥
7加速桿
8動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(全權(quán)數(shù)字電子發(fā)動(dòng)機(jī)操縱機(jī)構(gòu))
9評(píng)估器單元
10控制單元
11比較器
12 PID控制器
箭頭A輸入信號(hào)，傳感器信號(hào)
箭頭B輸出信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器信號(hào)箭頭C輸入信號(hào)，加速桿信號(hào)箭頭D輸出信號(hào)，螺旋槳控制器信號(hào)
權(quán)利要求
1.一種通過加速桿(7)和控制模塊⑶控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的動(dòng)力，且控制經(jīng)傳動(dòng)件 (3)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)( 相連的飛機(jī)螺旋槳的轉(zhuǎn)速的飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器控制系統(tǒng)，該飛機(jī)螺 旋槳可由螺旋槳葉片控制閥(6)控制，其中所述控制模塊是集成了與加速桿(7)和螺旋槳 葉片控制閥(6)相連的閉合控制回路的全數(shù)字動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(8)，其比較根據(jù)加速桿位 置得出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速理想值與測得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際值，根據(jù)測定的轉(zhuǎn)速差異控制螺旋槳 葉片控制閥(6)，并按照通過加速桿(7)預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，自動(dòng)調(diào)整螺旋槳的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制回路包括根據(jù)由加速桿提供的輸 出信號(hào)確定理想轉(zhuǎn)速值的評(píng)估器單元(9)，核查該確定的理想值的控制單元(10)，比較該 理想值與測得的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)O)的實(shí)際值是否存在差異的比較器(11)，以及設(shè)置螺旋槳葉 片控制閥和按照預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力調(diào)整螺旋槳轉(zhuǎn)速的PID控制器(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過加速桿(7)和控制模塊(8)控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的動(dòng)力，且控制經(jīng)傳動(dòng)件(3)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(2)相連的飛機(jī)螺旋槳(4)的轉(zhuǎn)速的飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)器控制系統(tǒng)，該飛機(jī)螺旋槳(4)可由螺旋槳葉片控制閥(6)控制。所述控制模塊包括集成了與控制動(dòng)力的加速桿和控制螺旋槳轉(zhuǎn)速的螺旋槳葉片控制閥相連的閉合控制回路的全數(shù)字動(dòng)力單元調(diào)節(jié)器(8)槳。所述控制回路比較根據(jù)加速桿位置得出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速理想值與測得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際值，根據(jù)測定的轉(zhuǎn)速差異來控制螺旋槳葉片控制閥(6)，按照由加速桿位置所預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，自動(dòng)適配調(diào)整螺旋槳的轉(zhuǎn)速。該控制系統(tǒng)只有一個(gè)起動(dòng)桿，允許飛行員得到放松，并且該冗余飛行控制系統(tǒng)所需要的部件數(shù)量得到減少。
文檔編號(hào)B64D31/14GK102149600SQ200980135185
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者埃里克·博倫, 波多·梅茨多夫 申請(qǐng)人:提樂特飛機(jī)引擎股份有限公司