JPH0580577B2 - - Google Patents
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- JPH0580577B2 JPH0580577B2 JP60277084A JP27708485A JPH0580577B2 JP H0580577 B2 JPH0580577 B2 JP H0580577B2 JP 60277084 A JP60277084 A JP 60277084A JP 27708485 A JP27708485 A JP 27708485A JP H0580577 B2 JPH0580577 B2 JP H0580577B2
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- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガスタービンエンジンのための制御
装置の操作に関する。
装置の操作に関する。
背景技術
ガスタービンエンジンの運転を制御するには、
地上および空中の両方においてエンジンを電気的
にまたは機械的に操作するための種々様々のパラ
メータの測定および（または）合成が必要であ
る。信頼性は重要であり、そしてそれ故、すべて
の面でないにしても、制御システムのほとんどの
面において冗長性が組み込まれている。幾つかの
パラメータは、エンジン内の種々の場所に存在す
る極端な運転環境の故に直接測定することが困難
であり、また直接測定すると信頼できない。ま
た、幾つかのガスタービンエンジン関数は、運転
中、エンジンのコンフイギユレーシヨンが変化す
るにつれて変化し、すべてのエンジン運転状態に
おいてそれらのガスタービンエンジン関数を正確
に合成することをより一層困難にする。エンジン
の性能および信頼性を改善するため、このような
制御パラメータを正確にかつ信頼できるように合
成できることが望ましい。
地上および空中の両方においてエンジンを電気的
にまたは機械的に操作するための種々様々のパラ
メータの測定および（または）合成が必要であ
る。信頼性は重要であり、そしてそれ故、すべて
の面でないにしても、制御システムのほとんどの
面において冗長性が組み込まれている。幾つかの
パラメータは、エンジン内の種々の場所に存在す
る極端な運転環境の故に直接測定することが困難
であり、また直接測定すると信頼できない。ま
た、幾つかのガスタービンエンジン関数は、運転
中、エンジンのコンフイギユレーシヨンが変化す
るにつれて変化し、すべてのエンジン運転状態に
おいてそれらのガスタービンエンジン関数を正確
に合成することをより一層困難にする。エンジン
の性能および信頼性を改善するため、このような
制御パラメータを正確にかつ信頼できるように合
成できることが望ましい。
発明の開示
本発明の１つの目的は、ガスタービンエンジン
において使用するための制御パラメータを合成す
るための改良された手段を提供することである。
において使用するための制御パラメータを合成す
るための改良された手段を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、ツイン・スプー
ル・ガスタービンエンジンの高圧圧縮機入口温度
をより正確に合成するための装置を提供すること
である。
ル・ガスタービンエンジンの高圧圧縮機入口温度
をより正確に合成するための装置を提供すること
である。
本発明によれば、ガスタービンエンジンにおい
て使用するための制御パラメータを合成するため
の装置は、エンジン運転パラメータに応答し、基
本エンジン運転コンフイギユレーシヨンに対する
制御パラメータの値をシミユレートする信号を発
生する第一の関数発生器と、エンジン運転パラメ
ータに応答し、前記基本エンジン・コンフイギユ
レーシヨンに対するシミユレートされた制御パラ
メータの値と別のエンジン運転コンフイギユレー
シヨンに対する制御パラメータの値との差をシミ
ユレートする信号を発生する第二の関数発生器
と、前記シミユレートされた差の値を操作し、実
際のエンジン運転コンフイギユレーシヨンに対す
る制御パラメータの差の値をシミユレートする第
三の信号を作り出す手段と、前記第一の信号と前
記第三の信号とを加算して実際のエンジン運転コ
ンフイギユレーシヨンに対する制御パラメータを
シミユレートする第四の信号を作り出す合計手段
とを含む。
て使用するための制御パラメータを合成するため
の装置は、エンジン運転パラメータに応答し、基
本エンジン運転コンフイギユレーシヨンに対する
制御パラメータの値をシミユレートする信号を発
生する第一の関数発生器と、エンジン運転パラメ
ータに応答し、前記基本エンジン・コンフイギユ
レーシヨンに対するシミユレートされた制御パラ
メータの値と別のエンジン運転コンフイギユレー
シヨンに対する制御パラメータの値との差をシミ
ユレートする信号を発生する第二の関数発生器
と、前記シミユレートされた差の値を操作し、実
際のエンジン運転コンフイギユレーシヨンに対す
る制御パラメータの差の値をシミユレートする第
三の信号を作り出す手段と、前記第一の信号と前
記第三の信号とを加算して実際のエンジン運転コ
ンフイギユレーシヨンに対する制御パラメータを
シミユレートする第四の信号を作り出す合計手段
とを含む。
制御パラメータを合成するには、計測されるか
または他の方法で発生されたエンジン運転パラメ
ータに応答し、ある予め選択されたエンジン運転
コンフイギユレーシヨン（ここでは、基本コンフ
イギユレーシヨンという）に基づいて所望の制御
パラメータの値をシミユレートする信号を発生す
る関数発生器がしばしば必要となる。実際の運転
状態（これは前記基本コンフイギユレーシヨンと
は異なるエンジン・コンフイギユレーシヨンを含
むであろう）においては、このような関数発生器
は十分に正確な出力を提供しないであろう。本発
明によれば、他のまたは同一のエンジン運転パラ
メータに応答する第二の関数発生器が、基本エン
ジン・コンフイギユレーシヨンに対する制御パラ
メータの値と基本コンフイギユレーシヨンとは異
なる第二のエンジン運転コンフイギユレーシヨン
に対する制御パラメータの値との差をシミユレー
トする信号を発生する。そして、前記差は、第二
のエンジン・コンフイギユレーシヨンと実際のエ
ンジン・コンフイギユレーシヨンとの既知の関係
に基づいて計測の際のエンジン運転コンフイギユ
レーシヨンを示すように調整される。
または他の方法で発生されたエンジン運転パラメ
ータに応答し、ある予め選択されたエンジン運転
コンフイギユレーシヨン（ここでは、基本コンフ
イギユレーシヨンという）に基づいて所望の制御
パラメータの値をシミユレートする信号を発生す
る関数発生器がしばしば必要となる。実際の運転
状態（これは前記基本コンフイギユレーシヨンと
は異なるエンジン・コンフイギユレーシヨンを含
むであろう）においては、このような関数発生器
は十分に正確な出力を提供しないであろう。本発
明によれば、他のまたは同一のエンジン運転パラ
メータに応答する第二の関数発生器が、基本エン
ジン・コンフイギユレーシヨンに対する制御パラ
メータの値と基本コンフイギユレーシヨンとは異
なる第二のエンジン運転コンフイギユレーシヨン
に対する制御パラメータの値との差をシミユレー
トする信号を発生する。そして、前記差は、第二
のエンジン・コンフイギユレーシヨンと実際のエ
ンジン・コンフイギユレーシヨンとの既知の関係
に基づいて計測の際のエンジン運転コンフイギユ
レーシヨンを示すように調整される。
基本エンジン・コンフイギユレーシヨンに対す
るシミユレートされた制御パラメータの値と実際
のエンジン・コンフイギユレーシヨンに対するシ
ミユレートされた値との差を示す信号がかくして
得られる。この差が、シミユレートされた、基本
コンフイギユレーシヨンにおいて運転しているエ
ンジンに対する制御パラメータの値に加算されれ
ば、測定の際におけるエンジンの実際の運転コン
フイギユレーシヨンに対する制御パラメータを示
す信号が作り出される。種々様々の異なるエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンをこの方法で得るこ
とができ、基本コンフイギユレーシヨンのシミユ
レートされた制御パラメータ値は、測定の際のエ
ンジン・コンフイギユレーシヨンに対応する差を
それぞれ該値に加えることによつて適宜修正され
得る。
るシミユレートされた制御パラメータの値と実際
のエンジン・コンフイギユレーシヨンに対するシ
ミユレートされた値との差を示す信号がかくして
得られる。この差が、シミユレートされた、基本
コンフイギユレーシヨンにおいて運転しているエ
ンジンに対する制御パラメータの値に加算されれ
ば、測定の際におけるエンジンの実際の運転コン
フイギユレーシヨンに対する制御パラメータを示
す信号が作り出される。種々様々の異なるエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンをこの方法で得るこ
とができ、基本コンフイギユレーシヨンのシミユ
レートされた制御パラメータ値は、測定の際のエ
ンジン・コンフイギユレーシヨンに対応する差を
それぞれ該値に加えることによつて適宜修正され
得る。
さらに限定すると、ツイン・スプール・ガスタ
ービンエンジンにおいて、任意の特定のエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンに対する（低圧ロー
タ入口温度に対して修正された）低圧ロータ速度
の関数としての、高圧ロータ入口温度と低圧ロー
タ入口温度との比の表が、例えば解析的に、およ
びエンジン試験によつて得られる。本発明の好ま
しい実施例によれば、制御システムにおいて、第
一の関数発生器は、例えば圧縮機空気の如何なる
抽気も妨げるために圧縮機抽気弁が閉じられてい
るコンフイギユレーシヨンのような、ある予め選
択された基本エンジン・コンフイギユレーシヨン
に対する温度比の値をシミユレートする信号を作
り出すのに用いられる。第二の関数発生器は、前
記基本コンフイギユレーシヨンに対する温度比
と、例えば抽気弁100パーセント開のコンフイギ
ユレーシヨンのような第二の、異なつたコンフイ
ギユレーシヨンに対する温度比との差に対する表
を備えている。そして、もし抽気弁が部分的にの
み開いているならば、制御システムまたは他の適
当な手段によつて決定される実際の抽気弁の位置
に対する温度比差が得られるように、前記表にさ
れた差に適当な分数が乗ぜられる。この調整され
た差は、基本コンフイギユレーシヨンに対するシ
ミユレートされた温度比に加算されて、抽気弁が
部分的にしか開いていない実際のエンジン・コン
フイギユレーシヨンに対する温度比を示す信号を
作り出す。このシミユレートされた温度比は、例
えば静翼位置、バーナ燃料流、故障検出等のよう
な種々のエンジン関数を制御する目的の他のエン
ジンパラメータを発生するために、さらに操作さ
れたり、使用されたりすることができる。
ービンエンジンにおいて、任意の特定のエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンに対する（低圧ロー
タ入口温度に対して修正された）低圧ロータ速度
の関数としての、高圧ロータ入口温度と低圧ロー
タ入口温度との比の表が、例えば解析的に、およ
びエンジン試験によつて得られる。本発明の好ま
しい実施例によれば、制御システムにおいて、第
一の関数発生器は、例えば圧縮機空気の如何なる
抽気も妨げるために圧縮機抽気弁が閉じられてい
るコンフイギユレーシヨンのような、ある予め選
択された基本エンジン・コンフイギユレーシヨン
に対する温度比の値をシミユレートする信号を作
り出すのに用いられる。第二の関数発生器は、前
記基本コンフイギユレーシヨンに対する温度比
と、例えば抽気弁100パーセント開のコンフイギ
ユレーシヨンのような第二の、異なつたコンフイ
ギユレーシヨンに対する温度比との差に対する表
を備えている。そして、もし抽気弁が部分的にの
み開いているならば、制御システムまたは他の適
当な手段によつて決定される実際の抽気弁の位置
に対する温度比差が得られるように、前記表にさ
れた差に適当な分数が乗ぜられる。この調整され
た差は、基本コンフイギユレーシヨンに対するシ
ミユレートされた温度比に加算されて、抽気弁が
部分的にしか開いていない実際のエンジン・コン
フイギユレーシヨンに対する温度比を示す信号を
作り出す。このシミユレートされた温度比は、例
えば静翼位置、バーナ燃料流、故障検出等のよう
な種々のエンジン関数を制御する目的の他のエン
ジンパラメータを発生するために、さらに操作さ
れたり、使用されたりすることができる。
例えば温度プローブのような、エンジン運転パ
ラメータを測定するための機械的なシステムに対
する本発明の利点は、正確性、信頼性およびメイ
ンテナンス性の改善、並びにコストおよび重量の
低減である。
ラメータを測定するための機械的なシステムに対
する本発明の利点は、正確性、信頼性およびメイ
ンテナンス性の改善、並びにコストおよび重量の
低減である。
本発明の前述の目的、特徴、および利点並びに
他の目的、特徴、および利点は、添附図面に示さ
れている本発明の好ましい実施例についての以下
の詳細な記述に照して一層明らかになるであろ
う。
他の目的、特徴、および利点は、添附図面に示さ
れている本発明の好ましい実施例についての以下
の詳細な記述に照して一層明らかになるであろ
う。
発明を実施するための最良の形態
本発明の簡単化された代表例が図に示されてお
り、ここにおいてガスタービンエンジンは図式的
に描かれており、かつ全体を参照符号１０によつ
て示されている。この例においては、エンジン１
０は高圧圧縮機１４を後に従える低圧圧縮機１２
を有するツイン・スプール・ダクテツド・フア
ン・エンジンである。低圧圧縮機１２は、シヤフ
ト２０によつて該圧縮機１２が接続されている低
圧タービン１８によつて駆動される。高圧圧縮機
１４は１段の可変位置静翼１６を備えており、シ
ヤフト２４を通じて該圧縮機１４が接続されてい
る高圧タービン２２によつて駆動される。燃焼器
ないしはバーナ２６（これに燃料が供給される）
は、タービン１８，２２を駆動するエネルギを供
給する。エンジンはまた、圧縮機システム内に１
つまたはそれより多くの抽気弁２８を備えてい
る。
り、ここにおいてガスタービンエンジンは図式的
に描かれており、かつ全体を参照符号１０によつ
て示されている。この例においては、エンジン１
０は高圧圧縮機１４を後に従える低圧圧縮機１２
を有するツイン・スプール・ダクテツド・フア
ン・エンジンである。低圧圧縮機１２は、シヤフ
ト２０によつて該圧縮機１２が接続されている低
圧タービン１８によつて駆動される。高圧圧縮機
１４は１段の可変位置静翼１６を備えており、シ
ヤフト２４を通じて該圧縮機１４が接続されてい
る高圧タービン２２によつて駆動される。燃焼器
ないしはバーナ２６（これに燃料が供給される）
は、タービン１８，２２を駆動するエネルギを供
給する。エンジンはまた、圧縮機システム内に１
つまたはそれより多くの抽気弁２８を備えてい
る。
本発明の１例として、エンジン運転中の可変静
翼１６の位置を考えよう。ここでは、静翼の角位
置は参照記号θによつて示される。高圧圧縮機入
口温度T2.5に対して修正された高圧圧縮機速度
N2の関数としての、可変静翼の位置に対する表
は、この技術においてよく知られている手段によ
つて経験的におよび（または）解析的に得られ
る。エンジン運転中静翼を適正に位置決めするに
は、問題とする瞬間のT2.5の値を知ることが必要
である。T2.5は、それ故、翼位置θに対する制御
パラメータである。このような温度は、正確かつ
信頼できるように測定することが困難であるの
で、本発明に従つて合成される。
翼１６の位置を考えよう。ここでは、静翼の角位
置は参照記号θによつて示される。高圧圧縮機入
口温度T2.5に対して修正された高圧圧縮機速度
N2の関数としての、可変静翼の位置に対する表
は、この技術においてよく知られている手段によ
つて経験的におよび（または）解析的に得られ
る。エンジン運転中静翼を適正に位置決めするに
は、問題とする瞬間のT2.5の値を知ることが必要
である。T2.5は、それ故、翼位置θに対する制御
パラメータである。このような温度は、正確かつ
信頼できるように測定することが困難であるの
で、本発明に従つて合成される。
図面を参照すると、低圧圧縮機の入口温度T2
と低圧ロータ速度N1が測定され、これらの値を
示す信号が計算器３０に与えられ、この計算器３
０はこの技術においてよく知られている手段によ
つて修正低圧ロータ速度 N1C1＝N1／√2518.7 を計算する。N1Cはエンジン運転パラメータであ
る。前記修正低圧ロータ速度信号は、例えば抽気
弁２８が全閉され、エンジンが定常状態で運転し
ているコンフイギユレーシヨンのような、ある予
め選択された基本コンフイギユレーシヨン（添字
Ｂ）におけるエンジンに対する試験データおよび
（または）解析的なデータに基づいた（T2.5／T2）
に対する表を備えた関数発生器３２に与えられ
る。前記比は、ここで、 （T2.5／T2）B で示される。仮に抽気弁位置が開または部分的に
開であれば、異なつた表が得られるであろう。そ
れ故、関数発生器３２によつて任意の特定の瞬間
に発生される前記温度比は、エンジンがそのとき
定常状態でかつ基本コンフイギユレーシヨンにあ
るときのみ正確である。
と低圧ロータ速度N1が測定され、これらの値を
示す信号が計算器３０に与えられ、この計算器３
０はこの技術においてよく知られている手段によ
つて修正低圧ロータ速度 N1C1＝N1／√2518.7 を計算する。N1Cはエンジン運転パラメータであ
る。前記修正低圧ロータ速度信号は、例えば抽気
弁２８が全閉され、エンジンが定常状態で運転し
ているコンフイギユレーシヨンのような、ある予
め選択された基本コンフイギユレーシヨン（添字
Ｂ）におけるエンジンに対する試験データおよび
（または）解析的なデータに基づいた（T2.5／T2）
に対する表を備えた関数発生器３２に与えられ
る。前記比は、ここで、 （T2.5／T2）B で示される。仮に抽気弁位置が開または部分的に
開であれば、異なつた表が得られるであろう。そ
れ故、関数発生器３２によつて任意の特定の瞬間
に発生される前記温度比は、エンジンがそのとき
定常状態でかつ基本コンフイギユレーシヨンにあ
るときのみ正確である。
本発明が教えるところによれば、第二の関数発
生器３４は、（制御操作のとき、）エンジン・コン
フイギユレーシヨンが基本コンフイギユレーシヨ
ンでない場合に、関数発生器３２によつて発生さ
れる温度比を修正するために用いられる。前記関
数発生器３４もまた、修正低圧ロータ速度N1C1
の値を示す信号を受け取る。前記関数発生器３４
は、定常状態の運転に基づいて、基本コンフイギ
ユレーシヨンの温度比と、例えば抽気弁２８が全
開であるコンフイギユレーシヨンのような基本コ
ンフイギユレーシヨンとは異なる他の予め選択さ
れたエンジン・コンフイギユレーシヨンにおける
温度比との、差の値の表を含んでいる。基本コン
フイギユレーシヨンと前記第二のコンフイギユレ
ーシヨン（添字SC）との温度比の差は、ここで、 （ΔT2.5／T2）SC で示される。
生器３４は、（制御操作のとき、）エンジン・コン
フイギユレーシヨンが基本コンフイギユレーシヨ
ンでない場合に、関数発生器３２によつて発生さ
れる温度比を修正するために用いられる。前記関
数発生器３４もまた、修正低圧ロータ速度N1C1
の値を示す信号を受け取る。前記関数発生器３４
は、定常状態の運転に基づいて、基本コンフイギ
ユレーシヨンの温度比と、例えば抽気弁２８が全
開であるコンフイギユレーシヨンのような基本コ
ンフイギユレーシヨンとは異なる他の予め選択さ
れたエンジン・コンフイギユレーシヨンにおける
温度比との、差の値の表を含んでいる。基本コン
フイギユレーシヨンと前記第二のコンフイギユレ
ーシヨン（添字SC）との温度比の差は、ここで、 （ΔT2.5／T2）SC で示される。
次に、実際の抽気弁位置（すなわち、実際のエ
ンジン・コンフイギユレーシヨン）が決定され、
この実際の抽気弁位置を示す信号（図のBP）が、
関数発生器３４の出力とともに計算器３６へ送ら
れ、それによつて前記温度比差が、実際のエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンに対して適合するよ
うに適当な方法で操作される。かくして、計算器
３６の出力は、定常状態（添字SS）において、
計算がなされたときの実際のエンジン・コンフイ
ギユレーシヨンに対する温度比差の値 （ΔT2.5／T2）SS をシミユレートする。この実施例においては、任
意の修正速度N1Cにおける前記温度比差は、抽気
弁位置の直線関数である。もし関数発生器３４に
おいて使用されている第二のエンジン・コンフイ
ギユレーシヨンが抽気弁100パーセント開に対す
るものであり、かつ基本コンフイギユレーシヨン
が抽気弁全閉であるならば、関数発生器３４によ
つて発生される温度比差に抽気弁２８の開度のパ
ーセントが乗ぜられるだけで所望の結果が得られ
る。その場合、計算器３６は、図に示されるよう
に乗算器である。
ンジン・コンフイギユレーシヨン）が決定され、
この実際の抽気弁位置を示す信号（図のBP）が、
関数発生器３４の出力とともに計算器３６へ送ら
れ、それによつて前記温度比差が、実際のエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンに対して適合するよ
うに適当な方法で操作される。かくして、計算器
３６の出力は、定常状態（添字SS）において、
計算がなされたときの実際のエンジン・コンフイ
ギユレーシヨンに対する温度比差の値 （ΔT2.5／T2）SS をシミユレートする。この実施例においては、任
意の修正速度N1Cにおける前記温度比差は、抽気
弁位置の直線関数である。もし関数発生器３４に
おいて使用されている第二のエンジン・コンフイ
ギユレーシヨンが抽気弁100パーセント開に対す
るものであり、かつ基本コンフイギユレーシヨン
が抽気弁全閉であるならば、関数発生器３４によ
つて発生される温度比差に抽気弁２８の開度のパ
ーセントが乗ぜられるだけで所望の結果が得られ
る。その場合、計算器３６は、図に示されるよう
に乗算器である。
関数発生器３２によつて発生された温度比およ
び計算器３６によつて作り出された温度比差は、
加算器３８において合計され、この加算器３８の
出力は （T2.5／T2）SS になり、この出力は定常状態エンジン運転に基づ
いた制御パラメータの正確に合成された値とな
る。
び計算器３６によつて作り出された温度比差は、
加算器３８において合計され、この加算器３８の
出力は （T2.5／T2）SS になり、この出力は定常状態エンジン運転に基づ
いた制御パラメータの正確に合成された値とな
る。
この合成された比は、さらに操作されるととも
に、該制御パラメータと既知の関数関係を有する
か、または該制御パラメータから導き出されるか
展開される制御パラメータと既知の関数関係を有
するエンジン関数を制御するために使用されるこ
とができる。この実施例において、前記温度比お
よび測定された温度T2は、乗算器４０において
掛け合わされ、合成された制御パラメータ
（T2.5）SSをもたらす。次に、この定常状態の高圧
圧縮機入口温度信号が乗算器４０から進み遅れ補
償器４２に与えられ、この補償器４２の出力はエ
ンジンの過渡運転に対して調整された高圧圧縮機
入口温度となる。もちろん、もしエンジンが定常
状態で作動しているならば、前記進み遅れ補償器
の入力と出力との間で変化はない。前記進み遅れ
補償器の出力温度および高圧ロータ速度N2は計
算器４４に与えられ、この計算器４４の出力はシ
ミユレートされた修正高圧ロータ速度 N2C2.5＝N2／√2.5518.7 になる。この修正高圧ロータ速度信号は、修正高
圧ロータ速度の関数としての静翼弁位置θの表を
備えた関数発生器４６に与えられる。関数発生器
４６の出力は、アクチユエータ４８に与えられ、
このアクチユエータ４８は静翼１６を適当な角位
置へ動かす。
に、該制御パラメータと既知の関数関係を有する
か、または該制御パラメータから導き出されるか
展開される制御パラメータと既知の関数関係を有
するエンジン関数を制御するために使用されるこ
とができる。この実施例において、前記温度比お
よび測定された温度T2は、乗算器４０において
掛け合わされ、合成された制御パラメータ
（T2.5）SSをもたらす。次に、この定常状態の高圧
圧縮機入口温度信号が乗算器４０から進み遅れ補
償器４２に与えられ、この補償器４２の出力はエ
ンジンの過渡運転に対して調整された高圧圧縮機
入口温度となる。もちろん、もしエンジンが定常
状態で作動しているならば、前記進み遅れ補償器
の入力と出力との間で変化はない。前記進み遅れ
補償器の出力温度および高圧ロータ速度N2は計
算器４４に与えられ、この計算器４４の出力はシ
ミユレートされた修正高圧ロータ速度 N2C2.5＝N2／√2.5518.7 になる。この修正高圧ロータ速度信号は、修正高
圧ロータ速度の関数としての静翼弁位置θの表を
備えた関数発生器４６に与えられる。関数発生器
４６の出力は、アクチユエータ４８に与えられ、
このアクチユエータ４８は静翼１６を適当な角位
置へ動かす。
基本エンジン・コンフイギユレーシヨンに対す
る制御パラメータの表に影響を与える任意数の異
なるエンジン・コンフイギユレーシヨンが、本発
明によつて使用され得る。例えば、ガスタービン
エンジンの外側空気シールとタービンロータの先
端との間の間隙を能動的に制御するための装置
（図示せず）は、基本コンフイギユレーシヨンに
対するT2.5／T2の表を変化させる変動するエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンをもたらす。このよ
うな装置の例は、アイラ・エイチ・レデインガ
ー・ジユニアその他に与えられた本出願人の所有
に係る米国特許4069662において示されており、
該特許では、空気シールとタービンロータとの間
の間隙は、空気シール支持構造の温度上昇を制御
するように該空気シール支持構造付近に向けられ
る冷却空気をオン、オフまたは調整することによ
つて選択的に制御される。冷却は収縮を生じさ
せ、それによつて前記間隙を小さく維持し、燃料
消費量を効果的に減少させる。この目的で使用さ
れる冷却空気の量は、例えば、１つの弁の位置に
依存する。
る制御パラメータの表に影響を与える任意数の異
なるエンジン・コンフイギユレーシヨンが、本発
明によつて使用され得る。例えば、ガスタービン
エンジンの外側空気シールとタービンロータの先
端との間の間隙を能動的に制御するための装置
（図示せず）は、基本コンフイギユレーシヨンに
対するT2.5／T2の表を変化させる変動するエンジ
ン・コンフイギユレーシヨンをもたらす。このよ
うな装置の例は、アイラ・エイチ・レデインガ
ー・ジユニアその他に与えられた本出願人の所有
に係る米国特許4069662において示されており、
該特許では、空気シールとタービンロータとの間
の間隙は、空気シール支持構造の温度上昇を制御
するように該空気シール支持構造付近に向けられ
る冷却空気をオン、オフまたは調整することによ
つて選択的に制御される。冷却は収縮を生じさ
せ、それによつて前記間隙を小さく維持し、燃料
消費量を効果的に減少させる。この目的で使用さ
れる冷却空気の量は、例えば、１つの弁の位置に
依存する。
基本エンジン・コンフイギユレーシヨン（例え
ば全閉）に対して仮定される前記弁の位置を除い
て、前記弁の各位置は、修正低圧ロータ速度の関
数としての温度比の別の表を作り出す。想像線で
示される関数発生器５０は、修正低速ロータ速度
N1C1および定常状態運転に基づいた、基本コン
フイギユレーシヨンの温度比と例えば前記間隙制
御弁全開（最大空気流）のコンフイギユレーシヨ
ンのような別のコンフイギユレーシヨンに対する
温度比との値の差の表を備えている。図に示され
るように、関数発生器５０の出力は、前記間隙制
御弁が実際に開いているパーセントを示す信号と
ともに乗算器５２に送られる。乗算器５２の出力
は、計算がなされたときの実際のエンジン・コン
フイギユレーシヨンに対する温度比差の値 （ΔT2.5／T2）SS をシミユレートする。この温度比差は、乗算器３
６および関数発生器３２の出力とともに、加算器
３８に送られる。加算器３８の出力は、実際の抽
気弁位置に基づくと同時に実際の間隙制御弁の位
置に基づいたエンジン・コンフイギユレーシヨン
の定常状態温度比である。
ば全閉）に対して仮定される前記弁の位置を除い
て、前記弁の各位置は、修正低圧ロータ速度の関
数としての温度比の別の表を作り出す。想像線で
示される関数発生器５０は、修正低速ロータ速度
N1C1および定常状態運転に基づいた、基本コン
フイギユレーシヨンの温度比と例えば前記間隙制
御弁全開（最大空気流）のコンフイギユレーシヨ
ンのような別のコンフイギユレーシヨンに対する
温度比との値の差の表を備えている。図に示され
るように、関数発生器５０の出力は、前記間隙制
御弁が実際に開いているパーセントを示す信号と
ともに乗算器５２に送られる。乗算器５２の出力
は、計算がなされたときの実際のエンジン・コン
フイギユレーシヨンに対する温度比差の値 （ΔT2.5／T2）SS をシミユレートする。この温度比差は、乗算器３
６および関数発生器３２の出力とともに、加算器
３８に送られる。加算器３８の出力は、実際の抽
気弁位置に基づくと同時に実際の間隙制御弁の位
置に基づいたエンジン・コンフイギユレーシヨン
の定常状態温度比である。
前述の実施例においては、関数発生器３２，３
４，５０のそれぞれは、同一のエンジン運転パラ
メータN1C1に応答する。これは必ずしも必要で
ない。例えば、関数発生器３２および３４は
N1C1に応答する一方、関数発生器５０は低圧ロ
ータ入口温度T2に対して修正されたN2に応答し
てもよい。
４，５０のそれぞれは、同一のエンジン運転パラ
メータN1C1に応答する。これは必ずしも必要で
ない。例えば、関数発生器３２および３４は
N1C1に応答する一方、関数発生器５０は低圧ロ
ータ入口温度T2に対して修正されたN2に応答し
てもよい。
本発明が、その好ましい実施例に関して示さ
れ、かつ記述されてきたが、当業者には、本発明
の精神および範囲から逸脱することなく、本発明
の形態および細部において種々の変更や省略がな
され得ることが理解されるはずである。
れ、かつ記述されてきたが、当業者には、本発明
の精神および範囲から逸脱することなく、本発明
の形態および細部において種々の変更や省略がな
され得ることが理解されるはずである。
図面は、本発明の制御パラメータ合成装置を備
えたツイン・スプール・ガスタービンエンジンを
示す概略およびブロツク図である。 １０…ガスタービンエンジン、１２…低圧圧縮
機、１４…高圧圧縮機、１６…静翼、２８…抽気
弁、３０，３６，４４…計算器、３２，３４，４
６，５０…関数発生器、３８…加算器、４０…乗
算器、４２…進み遅れ補償器、４８…アクチユエ
ータ、５２…乗算器。
えたツイン・スプール・ガスタービンエンジンを
示す概略およびブロツク図である。 １０…ガスタービンエンジン、１２…低圧圧縮
機、１４…高圧圧縮機、１６…静翼、２８…抽気
弁、３０，３６，４４…計算器、３２，３４，４
６，５０…関数発生器、３８…加算器、４０…乗
算器、４２…進み遅れ補償器、４８…アクチユエ
ータ、５２…乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンエンジンにおいて使用するため
の制御パラメータを合成するための装置であつ
て、 エンジン運転パラメータに応答し、ある予め選
択された基本コンフイギユレーシヨンにおけるエ
ンジン運転に対する制御パラメータの値をシミユ
レートする第一の信号を発生する第一の関数発生
器手段と、 エンジン運転パラメータに応答し、前記基本エ
ンジン・コンフイギユレーシヨンに対する前記制
御パラメータの値と前記基本コンフイギユレーシ
ヨンとは異なる第二の予め選択されたエンジン運
転コンフイギユレーシヨンに対する前記制御パラ
メータの値との差をシミユレートする第二の信号
を発生する第二の関数発生器手段と、 前記第二の信号を操作し、実際のエンジン運転
コンフイギユレーシヨンに対する前記制御パラメ
ータの値の差をシミユレートする第三の信号を作
り出す手段と、 前記第一の信号と前記第三の信号とを合計し、
前記実際のエンジン運転コンフイギユレーシヨン
に対する前記制御パラメータをシミユレートする
第四の信号を作り出す手段とを含んでなるガスタ
ービンエンジン用制御パラメータ合成装置。 ２ 前記第一、第二、第三および第四の信号は定
常状態のエンジン運転を示し、かつ前記第四の信
号を操作して過渡エンジン運転に対して修正され
た制御パラメータを作り出す手段を含む特許請求
の範囲第１項記載のガスタービンエンジン用制御
パラメータ合成装置。 ３ 前記第一および第二の関数発生器手段は、同
一のエンジン運転パラメータに応答する特許請求
の範囲第１項記載のガスタービンエンジン用制御
パラメータ合成装置。 ４ 低圧圧縮機および高圧圧縮機を有するツイ
ン・スプール・ガスタービンエンジンにおいて、
前記高圧圧縮機の入口温度を合成するための制御
システムであつて、 前記低圧圧縮機の回転速度を決定し、該回転速
度を示す信号を作り出す手段と、 前記低圧圧縮機の入口温度を決定し、該温度を
示す信号を作り出す手段と、 前記速度信号および前記入口温度に応答し、低
圧圧縮機入口温度に対して修正された低圧圧縮機
速度を示す信号を作り出す手段と、 前記修正された低圧圧縮機速度信号に応答し、
ある予め選択された基本コンフイギユレーシヨン
において定常状態で運転しているエンジンに対す
る高圧圧縮機入口温度と低圧圧縮機入口温度との
比をシミユレートする第一の信号を発生する第一
の関数発生器手段と、 前記修正された低圧ロータ速度信号に応答し、
前記基本コンフイギユレーシヨンに対する前記温
度比と前記基本コンフイギユレーシヨンとは異な
る予め選択された第二のコンフイギユレーシヨン
において定常状態で運転しているエンジンに対す
る前記温度比との差をシミユレートする第二の信
号を発生する第二の関数発生器手段と、 前記第二の信号を操作し、実際のエンジン運転
コンフイギユレーシヨンにおいて定常状態で運転
しているエンジンに対し前記基本コンフイギユレ
ーシヨンの温度比と前記第二のコンフイギユレー
シヨンの温度比との差をシミユレートする第三の
信号を作り出す手段と、 前記第一および第三の信号を合計し、前記実際
のエンジン・コンフイギユレーシヨンにおいて定
常状態で運転しているエンジンに対する前記温度
比をシミユレートする第四の信号を作り出す手段
と、 前記第四の信号によつて示される前記温度比に
前記低圧圧縮機入口温度を乗じて、定常状態にお
ける前記高圧圧縮機の実際の入口温度をシミユレ
ートする第五の信号を発生する手段とを含んでな
るガスタービンエンジン用制御システム。 ５ 前記第五の信号に応答し、過渡エンジン運転
に対して修正された、シミユレートされた高圧圧
縮機入口温度を示す第六の信号を発生する第三の
関数発生器手段を含む特許請求の範囲第４項記載
のガスタービンエンジン用制御システム。 ６ 前記エンジンは前記高圧圧縮機において可変
静翼を含み、さらに、当該システムは、 前記高圧圧縮機の速度を決定し、該速度を示す
信号を作り出す手段と、 前記高圧圧縮機速度信号と前記過渡エンジン運
転に対して修正されたシミユレートされた高圧圧
縮機入口温度とに応答し、高圧圧縮機入口温度に
対して修正された高圧圧縮機速度をシミユレート
する信号を作り出す手段と、 前記修正され、シミユレートされた高圧圧縮機
速度信号に応答し、前記静翼の所望の位置を示す
位置信号を発生する第四の関数発生器手段と、 前記静翼に接続され、前記位置信号に応答し、
前記静翼を所望の位置に動かす駆動手段とを有し
てなる特許請求の範囲第５項記載のガスタービン
エンジン用制御システム。 ７ 前記エンジンは前記圧縮機の１つから抽気す
るための可変位置抽気弁手段を含み、前記基本エ
ンジン・コンフイギユレーシヨンは前記弁手段が
第一の量の抽気を許す第一の位置にあるコンフイ
ギユレーシヨンであり、前記第二のエンジン・コ
ンフイギユレーシヨンは前記弁手段が前記第一の
位置とは異なる第二の量の抽気を許す第二の位置
にあるコンフイギユレーシヨンである特許請求の
範囲第６項記載のガスタービンエンジン用制御シ
ステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/683,904 US4594849A (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Apparatus for synthesizing control parameters |
| US683904 | 1984-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149529A JPS61149529A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH0580577B2 true JPH0580577B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=24745939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60277084A Granted JPS61149529A (ja) | 1984-12-20 | 1985-12-11 | ガスタービンエンジン用制御パラメータ合成装置およびガスタービンエンジン用制御システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4594849A (ja) |
| EP (1) | EP0187115B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61149529A (ja) |
| CA (1) | CA1240016A (ja) |
| DE (2) | DE3586489T2 (ja) |
| IL (1) | IL77245A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07204664A (ja) * | 1994-01-21 | 1995-08-08 | Mitsubishi Constr Co Ltd | 上質水製造媒体及び上質水製造装置 |
Families Citing this family (24)
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|---|---|---|---|---|
| US4785403A (en) * | 1986-05-02 | 1988-11-15 | United Technologies Corporation | Distributed flight condition data validation system and method |
| US4773213A (en) * | 1986-12-08 | 1988-09-27 | United Technologies Corporation | Engine control with smooth transition to synthesized parameter |
| US4765133A (en) * | 1986-12-08 | 1988-08-23 | United Technologies Corporation | Fuel control with smooth mode transition |
| US4748804A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-07 | United Technologies Corporation | Inlet total temperature synthesis for gas turbine engines |
| US4894782A (en) * | 1987-12-18 | 1990-01-16 | United Technologies Corporation | Diagnostic system for determining engine start bleed strap failure |
| US4928484A (en) * | 1988-12-20 | 1990-05-29 | Allied-Signal Inc. | Nonlinear multivariable control system |
| JPH03504408A (ja) * | 1989-02-27 | 1991-09-26 | ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレイション | ガスタービンエンジンの制御装置 |
| DE3940248A1 (de) * | 1989-04-17 | 1990-10-18 | Gen Electric | Verfahren und einrichtung zum regeln eines gasturbinentriebwerkes |
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| US5379584A (en) * | 1992-08-18 | 1995-01-10 | Alliedsignal Inc. | Synthesis of critical temperature of a turbine engine |
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| US20130104516A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | General Electric Company | Method of monitoring an operation of a compressor bleed valve |
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| US10473038B2 (en) | 2016-10-26 | 2019-11-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Power plant thrust management system for turboprop engines |
| EP3584429B1 (en) * | 2018-06-18 | 2021-03-31 | GE Avio S.r.l. | Control system and method for a turbopropeller engine based on inlet temperature sensing |
| US11486316B2 (en) | 2018-09-13 | 2022-11-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for adjusting a variable geometry mechanism |
| EP3968503B1 (en) * | 2020-08-31 | 2025-02-12 | General Electric Company | Turbomachine equipped with an embedded electric machine having a segmented and movable stator |
| US11828187B2 (en) * | 2020-10-23 | 2023-11-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Methods and systems for determining a synthesized engine parameter |
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| US4228650A (en) * | 1978-05-01 | 1980-10-21 | United Technologies Corporation | Simulated parameter control for gas turbine engine |
| US4212161A (en) * | 1978-05-01 | 1980-07-15 | United Technologies Corporation | Simulated parameter control for gas turbine engine |
| US4249238A (en) * | 1978-05-24 | 1981-02-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Apparatus for sensor failure detection and correction in a gas turbine engine control system |
| US4307451A (en) * | 1980-03-07 | 1981-12-22 | Chandler Evans Inc. | Backup control |
| US4414807A (en) * | 1980-12-08 | 1983-11-15 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for controlling a gas turbine engine |
-
1984
- 1984-12-20 US US06/683,904 patent/US4594849A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-09-09 CA CA000490237A patent/CA1240016A/en not_active Expired
- 1985-12-06 IL IL77245A patent/IL77245A/xx unknown
- 1985-12-11 JP JP60277084A patent/JPS61149529A/ja active Granted
- 1985-12-18 EP EP85630228A patent/EP0187115B1/en not_active Expired
- 1985-12-18 DE DE8585630228T patent/DE3586489T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-18 DE DE198585630228T patent/DE187115T1/de active Pending
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| DE3586489T2 (de) | 1993-03-11 |
| IL77245A (en) | 1992-12-01 |
| CA1240016A (en) | 1988-08-02 |
| EP0187115A2 (en) | 1986-07-09 |
| DE3586489D1 (de) | 1992-09-17 |
| EP0187115A3 (en) | 1988-08-17 |
| US4594849A (en) | 1986-06-17 |
| EP0187115B1 (en) | 1992-08-12 |
| JPS61149529A (ja) | 1986-07-08 |
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