本发明涉及发动机控制,具体涉及一种无人机电喷转子发动机的控制方法。
背景技术:
1、无人机在未来航空领域有广泛的应用前景。现有无人机使用的航空转子发动机多数为化油器式发动机,少部分为传统电喷发动机。
2、化油器由于调节性差、油耗高、低温启动性差的缺点,已经不能满足现有无人机全天候,全地形工作的需求。传统电喷发动机均采用开式控制,通过单一的基本map和进气压力完成发动机供油的修正,其喷油量均为已设定、计算的固定值,无法保证发动机在不同工况均工作在最佳状态。同时,进气压力px的喷油计算值完全依赖于px和基准map压力p0之间的差值,发动机进气压力同基本压力差别越大,计算喷油量和需要喷油量的误差也越大,虽能满足工作,但不能保证一定为最佳状态。
3、故,传统电喷发动机中:由于高海拔工作误差:发动机在进气压力px时的喷油量完全取决于px和基本压力p0之间的一维查表数值,导致进气压力不同工况的修正值均为同一数值,而实际工作中,受进气、排气流体阻力的影响,发动机在不同节气门开度的压力修正数值会存在一定的差异,因此,发动机工作过程中如何精确控制喷油量,使发动机始终工作在最佳状态是急需要解决的问题。
4、因此,需要提供一种无人机电喷转子发动机的控制方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种无人机电喷转子发动机的控制方法,以解决现有技术中由于高海拔工作误差:发动机在进气压力px时的喷油量完全取决于px和基本压力p0之间的一维查表数值,导致进气压力不同工况的修正值均为同一数值,而实际工作中,受进气、排气流体阻力的影响,发动机在不同节气门开度的压力修正数值会存在一定的差异,因此,发动机工作过程中如何精确控制喷油量,使发动机始终工作在最佳状态的问题。
2、本发明的一种无人机电喷转子发动机的控制方法采用如下技术方案,包括:
3、控制发动机启动;
4、采集发动机工作过程中的状态参数,状态参数包括:发动机进气压力、发动机转子温度、发动机气缸温度、节气门开度以及发动机转子转速;
5、发动机工作过程中的节气门开度控制:根据发动机气缸温度以及预设的第一温度范围,发动机转子温度以及预设的第二温度范围,控制节气门开度;
6、发动机工作过程中的喷油量控制:获取多种不同海拔高度对应的大气压力的map图;根据发动机进气压力获取其相邻的大气压力对应的两个目标map图;根据节气门开度、发动机转子转速从目标map图中获取两个喷油量查表值;根据发动机进气压力、两个目标map图对应的大气压力,获取压力比例系数;根据压力比例系数和节气门开度从大气压力修正系数表中获取大气压力修正系数;根据大气压力修正系数以及两个喷油量查表值获取喷油量,根据喷油量控制喷油器喷油。
7、优选地,控制发动机启动的步骤为:
8、开启发动机的燃油泵,打开发动机的润滑油自锁阀;
9、控制起动机拖动发动机启动,当发动机进气温度小于预设的第一进气温度阈值时,根据发动机进气温度控制发动机的喷油浓度,当发动机进气温度小于预设的第二进气温度阈值时,启动发动机的加热电路,对润滑油进行加热,其中,第二进气温度阈值小于第一进气温度阈值;当发动机转子转速达到预设的第一转速阈值时,控制喷油器喷油以及点火系统工作;当发动机转子转速达到预设的第二转速阈值且发动机转子转速保持稳定时,发动机起动成功,其中,第一转速阈值小于第二转速阈值。
10、优选地,控制起动机拖动发动机启动时,控制喷油器喷油的步骤为:
11、当发动机转子温度小于或者等于预设的温度阈值时,发动机进入暖机工况,并按照预设的暖机工况的map图中的喷油量控制喷油器的喷油量;直至发动机转子温度大于预设的温度阈值时,发动机从暖机工况进入正常工作工况,优选地,预设的温度阈值为80℃。
12、优选地,第一转速阈值为1000rpm,第二转速阈值为2500rpm。
13、优选地,第一进气温度阈值为0°,第二进气温度阈值为﹣20°。
14、优选地,根据发动机气缸温度以及预设的第一温度范围,发动机转子温度以及预设的第二温度范围,调整节气门开度的步骤为:
15、当发动机气缸温度大于第一温度范围的上限,或者发动机转子温度大于第二温度范围的上限时,控制节气门开度调整至最大开度的一半;
16、当发动机气缸温度小于或者等于第一温度范围的下限,或者发动机转子温度小于或者等于第二温度范围的下限时,由飞行器控制面板输入的节气门开度指令控制节气门开度。
17、优选地,第一温度范围为180℃~250℃,第二温度范围为100℃~150℃。
18、优选地,发动机工作过程中的喷油量控制中,获取多种不同海拔高度对应的大气压力的map图的步骤为:
19、获取不同海拔高度对应的大气压力的初始map图;
20、获取发动机在模拟工况中其尾气的含氧量;
21、获取尾气的含氧量达到预设的含氧量阈值时的测试喷油量;
22、根据测试喷油量与初始map图中的喷油量,获取map修正系数;
23、根据map修正系数对初始map图修正得到不同海拔高度对应的大气压力的map图。
24、优选地,压力比例系数的表达式为:
25、
26、式中,表示当前发动机进气压力对应的压力比例系数;
27、表示当前发动机进气压力;
28、表示当前发动机进气压力相邻的大气压力中的后一个大气压力;
29、表示当前发动机进气压力相邻的大气压力中的前一个大气压力。
30、优选地,根据大气压力修正系数以及两个喷油量查表值获取喷油量为:
31、喷油量=
32、式中,表示大气压力修正系数;
33、表示当前发动机进气压力相邻的大气压力中的前一个大气压力对应map图中的喷油量查表值;
34、表示当前发动机进气压力相邻的大气压力中的后一个大气压力对应map图中的喷油量查表值。
35、本发明的有益效果是:
36、通过设置多个不同海拔高度对应的大气压力的map图,利用多个map图消除了现有技术中发动机喷油量控制的压强差值增加,即消除高海拔工作误差,使发动机的喷油量在整个工作压强区间均处于受控状态,从而提高喷油的控制精度,使发动机始终工作在最佳状态。
37、其次,获取不同海拔高度对应的大气压力的初始map图;获取发动机在模拟工况中其尾气的含氧量;获取尾气的含氧量达到预设的含氧量阈值时的测试喷油量;根据测试喷油量与初始map图中的喷油量,获取map修正系数;根据map修正系数对初始map图修正得到不同海拔高度对应的大气压力的map图,即本发明分别实现发动机不同节气门开度的基本map图的修正,保证基本map和发动机一一对应,消除发动机机械误差和电气误差造成的个体差异,从而提高发动机的控制精度。
1.一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,控制发动机启动的步骤为:
3.根据权利要求2所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,控制起动机拖动发动机启动时,控制喷油器喷油的步骤为:
4.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,第一转速阈值为1000rpm,第二转速阈值为2500rpm。
5.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,第一进气温度阈值为0°,第二进气温度阈值为﹣20°。
6.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,根据发动机气缸温度以及预设的第一温度范围,发动机转子温度以及预设的第二温度范围,调整节气门开度的步骤为:
7.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,第一温度范围为180℃~250℃,第二温度范围为100℃~150℃。
8.根据权利要求1所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,发动机工作过程中的喷油量控制中,获取多种不同海拔高度对应的大气压力的map图的步骤为:
9.根据权利要求8所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,压力比例系数的表达式为:
10. 根据权利要求8所述的一种无人机电喷转子发动机的控制方法,其特征在于,根据大气压力修正系数以及两个喷油量查表值获取喷油量为:
