[發明專利]一種飛機發動機動態仿真試驗臺

有效

• 申請號: 200910147119.0
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101561351A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 佟興嘉;劉蘇彥;康芳;張建亮;馬海峰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于“發動機試驗設備和試驗技術”領域。涉及一種飛機發動機動態仿真試驗臺。

背景技術

先進飛機的動力裝置綜合控制系統涉及發動機全權限數字電子控制器(Full?Authority?Digital?Electronic?Control(FADEC))、發動機電氣控制單元(Engine?Interface?Control?Unit(EICU))、發動機振動檢測儀(Engine?Vibration?Monitor(EVM))等機載控制設備的工作，以及這些設備與飛機航電、飛控、環控、起落架等系統的交聯工作，系統間電子化、集成度、綜合化程度高，系統間關系復雜、關聯性強。因此，必須對動力裝置系統進行各種功能試驗和交聯試驗，驗證動力裝置綜合控制系統的功能和性能；檢查控制系統與飛機其它系統接口的兼容性；驗證在真實的飛機綜合環境下FADEC與飛機的匹配性；評估控制系統對飛機和發動機性能的改善程度，由此必須研制飛機動力裝置綜合控制系統試驗臺進行試驗和設計驗證。

目前，國內部分院所致力于開發FADEC控制系統，但只是將FADEC作為發動機的一個產品，研究其內部的算法、工作原理等，涉及到整機的動力裝置綜合控制系統功能驗證試驗設備尚屬于空白。

國外先進的發動機綜合控制系統試驗臺(美國GE公司)僅局限于發動機的FADEC控制系統功能設計和驗證，無法考核飛機動力裝置綜合控制系統的設計；也無法提供飛機動力裝置系統真實的機載試驗環境，更不能考核FADEC與機載設備間的綜合控制結果。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠在測控軟件(內嵌發動機數學模型)控制下，驅動各試驗件正常工作，并能真實準確模擬發動機綜合控制系統在整個飛行包線內的實際工作過程的試驗設備。

本發明的技術解決方案是，飛機發動機動態仿真試驗臺由接口定義50針、左發動機全權限數字電子控制器、右發動機全權限數字電子控制器、發動機電氣控制單元、發動機振動檢測儀、發動機試驗件(起動閥、防冰閥、點火器)，以及測控系統組成。其中，測控系統包括模擬/離散輸入接口卡、內嵌發動機仿真模型的測控軟件、傳感器模擬單元及接口輸出卡。接口定義50針的前端與飛機綜合航電系統試驗臺連接，后端分別與左發動機全權限數字電子控制器、右發動機全權限數字電子控制器、發動機電氣控制單元及發動機振動檢測儀相應的輸入接口連接。然后，通過左發動機全權限數字電子控制器、右發動機全權限數字電子控制器、發動機電氣控制單元及發動機振動檢測儀、試驗件的輸出接口分別與測控系統的模擬/離散輸入接口卡、傳感器模擬單元及接口輸出卡連接。測控軟件將發動機仿真模型作為系統的軟件內核，會根據發動機模型實時輸出的信號控制傳感器模擬單元實時輸出發動機對應的狀態信號，通過輸出接口卡將其分別送給左發動機全權限數字電子控制器和右發動機全權限數字電子控制器的兩個通道、發動機電氣控制單元及發動機振動檢測儀進行采集和解算。同時，測控軟件通過模擬/離散輸入接口卡采集左右發動機全權限數字電子控制器的控制量，并通過輸出接口卡控制外部的發動機試驗件和發動機模型實時運轉并通過接口定義50針將發動機的狀態信號送給飛機綜合試驗臺的發動機座艙指示告警系統進行狀態顯示和監測。

本發明具有的優點效果，本發明的優點是試驗臺功能完整、智能化和可靠性高、響應時間快，在沒有真實發動機的情況下，通過發動機仿真模型、電子模擬技術及動態仿真技術，準確模擬飛機整個飛行包線內動力裝置系統的動態和穩態工作過程；驗證動力裝置綜合控制系統的功能和性能；檢查控制系統與飛機其它系統接口的兼容性；驗證在真實的飛機綜合環境下FADEC與飛機的匹配性；評估控制系統對飛機和發動機性能的改善程度，是飛機首飛前不可或缺的動力裝置綜合控制系統試驗設備，該發明也可用于其它型號飛機整機系統的動力裝置綜合控制系統的試驗研究，及FADEC、EICU、EVM等機載試驗件的功能研究。

本發明采用電子模擬方式激勵整個控制系統的試驗件工作。模擬傳感器包括差動式位移傳感器(LVDT)、轉速傳感器及熱電偶傳感器；模擬控制器包括伺服閥、電磁閥。系統軟件開發中，采用實時采集模塊、動態數據濾波和實時動態數據調整功能保證了參數檢測和模擬的實時準確性。采用接口定義50針，確保動力裝置系統的真實機載環境。

附圖說明

圖1試驗臺原理圖

圖2熱電偶傳感器模擬原理

圖3LVDT傳感器模擬原理

圖4轉速傳感器模擬原理

圖5測控軟件流程圖

具體實施方式