高空模拟试车台抽气系统控制结构优化设计

2018-09-19董满收刘志友李心田唐发朝

燃气涡轮试验与研究 2018年4期

董满收，刘志友，李心田，唐发朝

(中国航发四川燃气涡轮研究院，四川绵阳621000)

1 引言

高空模拟试车台(简称高空台)气源系统中，抽气总管压力控制系统(简称抽气系统)担负着非常重要的责任。一是为发动机的环境压力建立背压，实现发动机试验高度的模拟；二是其为控制抽气机组工作压比的关键系统。我国某高空台抽气系统使用的模拟控制器为20世纪90年代初设计的，目前系统存在调节时间长、控制精度低、抗干扰能力差等问题，在一定程度上制约了高空台试验包线的扩展，对抽气机组的正常工作产生潜在的威胁。为此，拟通过数字化改造以降低系统惯性，提高响应速度。控制系统的惯性取决于压力容腔体积、阀门公称直径、液压缸动作频率以及控制器响应速度等因素。由于抽气总管的压力容腔(约2000 m3)远大于该高空台其他压力控制系统的，故而对于相同公称直径的调节阀，整个系统的惯性也相应要大很多。因此实现相近的动态控制指标，就必须要求调节阀的动作频率大幅提高。所以在管道容腔、阀门及液压缸已确定情况下，提高系统的响应频率就是要提高电液伺服阀的动作速度。除常规的PID参数修改外，本文提出了高精度位置随动控制和基于压力变化率的前馈控制两种重要算法，并通过这两种算法分别提高压力控制环和阀位控制环的响应频率，从而实现整个系统性能的提升。