[發明專利]航空發動機控制系統的快速原型仿真方法

有效

• 申請號: 201310440242.8
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103488098A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 黃金泉;張冬冬;魯峰;陳前景
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種航空發動機控制系統的快速原型仿真方法，其特征在于：該方法包括以下步驟

步驟A、在上位機上建立控制算法模型；

步驟B、利用虛擬儀器技術和實時硬件平臺進行航空發動機控制系統的原型設計，為控制算法模型的運行提供軟硬件支持；

步驟C、通過自動代碼生成技術將控制算法模型編譯下載到實時硬件平臺中快速生成控制系統的原型機；

步驟D、設計發動機模擬器，包括建立發動機執行機構模型和發動機模型；

步驟E、設計信號接口單元，接收發動機模擬器輸出的信號，將輸出的信號通過信號接口單元實現傳感器模擬并實時輸至快速控制原型機；

步驟F、設計快速控制原型機信號采集系統，采集上述傳感器信號，根據指令利用控制算法模型計算出相應的控制量，將控制量傳輸至發動機模擬器實現對發動機的閉合回路控制,同時將更新后發動機的狀態傳輸至監控計算機；

步驟G、控制系統設計者通過監控計算機實時觀測控制效果，根據設計者對控制系統的性能要求對步驟A中的控制算法模型進行修改，通過步驟C快速生成新的控制系統原型機進行步驟D~步驟F的HIL仿真直至滿足控制系統設計者的要求。

2.如權利要求1航空發動機控制系統的快速原型仿真方法，其特征在于：所述設計的發動機模擬器包括發動機執行機構模塊和發動機模塊，所述設計的信號接口單元包括轉速信號子模塊、溫度信號子模塊、壓力信號子模塊，所述設計的快速原型機包括信號采集模塊和控制模塊。

3.如權利要求2航空發動機控制系統的快速原型仿真方法，其特征在于：所述航空發動機控制系統的快速原型仿真方法中的快速原型仿真系統中包括發動機執行機構模塊、發動機模塊、信號接口單元模塊、信號采集模塊、控制模塊、主工作站模塊和監控模塊，所述模塊信號連接關系如下：

（1）發動機模塊，通過局域網絡總線接收控制模塊發出的控制量并實時運行，計算出發動機相關輸出參數，并發送至信號接口單元模塊；

（2）信號接口單元模塊，接收上述輸出參數，實現對轉速頻率信號、溫度熱偶信號以及壓力壓阻信號的高精度模擬和實時傳輸特性，并將生成的信號傳輸至信號采集模塊；

（3）信號采集模塊，負責采集上述信號接口單元模塊信息，供控制模塊使用；

（4）控制模塊，根據采集到的信號接口單元信息，利用發動機控制算法計算出相關控制量，并將信息通過局域網絡總線傳輸至發動機執行機構模塊；

（5）執行機構模塊，接收上述控制量，模擬真實發動機執行機構，計算出通過執行機構后的控制量，并將其傳輸至發動機模塊；

（6）主工作站模塊，通過網絡總線將控制算法編譯下載至快速控制原型機中，在閉合回路仿真時進行在線調參以達到實時修改控制算法；

（7）監控模塊，通過局域網絡總線接收更新后的發動機輸出參數信息，生成控制效果圖以達到對控制效果的實時監測，實現性能參數顯示、數據存儲、狀態與事件記錄。