[實用新型]航空發動機控制系統仿真接口適配器

有效

• 申請號: 201520206872.3
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204631476U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 劉淵;張天宏;黃向華;陳飛;王晶;袁元;劉然
• 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

技術領域

本實用新型涉及航空發動機控制系統仿真領域，尤其涉及一種航空發動機控制系統仿真接口適配器。

背景技術

隨著航空發動機控制技術的進步，控制變量不斷增加且控制功能要求不斷提高，這使得航空發動機控制系統的研制難度和周期增加。為了降低成本、縮短周期，在航空發動機控制系統的研制流程中，硬件在回路（HIL）仿真和半物理仿真成為開展控制系統設計和驗證的非常重要且高效的途徑。開展HIL仿真的重要環節是航空發動機控制系統仿真接口適配器，而開展半物理仿真試驗要在此基礎上增加燃油系統和動力系統等物理仿真接口設備。

航空發動機控制系統仿真接口設配器的用途包括：

1.在發動機研制初期用于驗證發動機總體調節計劃和航空發動機控制系統的總體設計方案；

2.在開發階段模擬控制系統的正常和故障信號接口，全面驗證和評估航空發動機控制系統的控制邏輯、控制算法、EEC的BIT和容錯能力；

3.作為航空發動機控制系統升級、維護過程中的一個輔助設備，提高升級、維護效率。總之，航空發動機控制系統仿真接口適配器是航空發動機控制系統設計體系中不可或缺的一個關鍵設備，是航空發動機控制系統研制進程的助推器，可極大地提高開發效率，降低研制成本和維護費用。

目前，美英等技術先進國家在航空發動機控制系統設計過程中均采用了功能先進的仿真接口設備，例如GE公司在20年前就已采用這樣的設備開發其航空發動機控制系統。經過多年技術升級和經驗積累，相關技術已經比較成熟，最具代表性的是美國ADI公司、德國dSPACE公司、英國ADS2和加拿大的RT-LAB的實時仿真平臺。德國dSPACE公司的實時仿真系統Simulator在航空航天領域的復雜嵌入式系統開發中已經得到廣泛應用。dSPACE兼容MATLAB/SIMULINK，可以直接生成代碼下載到實時仿真平臺上，其硬件平臺提供各類信號的仿真硬件板卡和相應的實時接口軟件。此外，dSPACE仿真器還可以配置故障注入板卡用于傳感器和執行機構及其線路的故障模擬。美國ADI公司一直著眼于為汽車、核電站、航空航天、國防軍工等領域的用戶提供復雜控制系統的實時(半物理)仿真產品，其AD10、AD100仿真系統在二十世紀八十年代到九十年代就享譽實時仿真領域，并引領了后來AD?RTS?系統、RTX?系統的發展。ADI提供全新的仿真平臺和友好的仿真環境，用于進行快速原理樣機、各種嵌入系統的設計和仿真試驗以及大型系統的地面集成測試與仿真。ADI的RTX和RTS系列仿真平臺具有一系列獨特的功能特點：具有故障注入功能的中斷板、具有自檢及自校能力并可快速重構的接口面板。

雖然國內有關廠所先后以極其昂貴的價格引進了德國dSPACE和美國ADI等公司的實時仿真平臺，但這些產品的內部實現機制不開放，部分信號的接口模擬逼真度不理想，難以直接使用，效果不佳。因此，急需研制一種多功能、高性能、可擴展、易集成的具有開放式、模塊化體系架構的航空發動機控制系統仿真接口適配器。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及的缺陷，提供一種航空發動機控制系統仿真接口適配器，解決了現有設備因接口不透明、功能不完善和擴展受限而導致的使用困難問題，極大地提高了仿真試驗效率。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

航空發動機控制系統仿真接口適配器，包含接口配置管理與信號監控模塊、信號轉接模塊、信號配線模塊、故障注入模塊、信號調理模塊和接口控制模塊；

所述接口配置管理與信號監控模塊分別和信號轉接模塊、信號配線模塊、故障注入模塊、信號調理模塊、接口控制模塊相連；所述信號轉接模塊、信號配線模塊、故障注入模塊、信號調理模塊、接口控制模塊依次相連；所述信號轉接模塊與航空發動機控制系統的控制器相連；所述接口控制模塊和外部的實時硬件平臺相連；

所述接口配置管理與信號監控模塊用于控制信號輸入/輸出、信號標定、通信、故障注入和實驗數據記錄管理；

所述信號轉接模塊用于集中提供航空發動機控制系統控制器輸入輸出信號的分類接口；

所述信號配線模塊用于提供航空發動機控制系統控制器輸入輸出信號的配線面板，以手動接通、斷開、搭接信號通路；

所述故障注入模塊用于模擬并注入傳感器和執行機構信號接口的短路、斷路、搭接硬線故障；