[發明專利]航空發動機全實信源半物理仿真系統及試驗方法

有效

• 申請號: 202010464629.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111505964B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 劉金鑫;崔慜琦;李明;耿佳;宋志平;李應紅;陳雪峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B23/02
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張靜;張波濤

1.一種航空發動機全實信源半物理仿真系統，包括：

發動機仿真子系統，用于對航空發動機的各截面參數進行仿真，獲得航空發動機的運行狀態；

傳感器仿真子系統，用于對航空發動機中的相應傳感器進行仿真，并輸出相應傳感器的測量信號，所述傳感器仿真子系統包括傳感器仿真計算機、溫度傳感器模塊、壓力傳感器模塊和轉速傳感器模塊；其中，

所述溫度傳感器模塊包括溫度模擬器、溫度特性控制器和溫度觸感器，所述溫度傳感器模塊用于仿真發動機進氣總溫、高壓壓氣機前溫度、渦輪后排氣溫度實時溫度參數值以及用于測量發動機的進氣總溫、高壓壓氣機前溫度和渦輪后排氣溫度，且溫度模擬器包括酒精噴嘴、氣瓶和空氣噴嘴；

所述壓力傳感器模塊包括壓力模擬器、壓力特性控制器和壓力傳感器，所述壓力傳感器模塊用于仿真發動機進氣總壓、風扇后壓力和渦輪后排氣壓力實時壓力參數值以及用于測量發動機的進氣總壓、風扇后壓力和渦輪后排氣壓力，且壓力模擬器包括氣倉、充氣閥門和放氣閥門；

所述轉速傳感器模塊包括轉速模擬器、轉速特性控制器和轉速傳感器，所述轉速傳感器模塊用于仿真發動機的高壓轉子轉速和低壓轉子轉速實時轉速參數值以及用于測量發動機的高壓轉子轉速和低壓轉子轉速，且轉速模擬器包括2個小慣量電機；

執行器及負載仿真子系統，用于對航空發動機中的執行器及負載進行仿真，所述執行器及負載仿真子系統包括執行器仿真計算機、燃油計量模塊、壓氣機和風扇導葉模塊、渦輪導向器模塊、噴管喉道模塊、推力矢量噴口模塊、可變引氣與放氣模塊及負載仿真模塊；其中，

所述燃油計量模塊包括電液伺服閥、燃油泵調節器、渦輪流量計、第一位置傳感器，用于對供給發動機的燃油流量進行計量；

所述壓氣機和風扇導葉模塊包括風扇導葉角度調節電液伺服閥、力傳感器、第二位置傳感器和作動器，用于對發動機中的可變壓氣機和導葉調節機構進行仿真；

所述渦輪導向器模塊包括導葉角度電液伺服閥、力傳感器、第三位置傳感器和作動器，用于調節渦輪導向其的導葉角度；

所述噴管喉道模塊包括噴管喉道面積調節電液伺服閥、噴管喉道作動器、力傳感器和第四位置傳感器，用于調整噴管喉道面積；

所述推力矢量噴口模塊包括尾噴口面積調節電液伺服閥、尾噴口作動筒、力傳感器和第五位置傳感器，用于調整尾噴口面積；

所述可變引氣與放氣模塊包括壓氣機引氣活門、放氣活門、力傳感器和第六位置傳感器，用于對發動機內外涵道引氣與放氣活門進行仿真；

所述負載仿真模塊包括負載控制器、作動器、液壓伺服閥，用于對航空發動機負載進行仿真；

控制器仿真子系統，用于對發動機全權限電子控制系統進行仿真；

綜合管理子系統，用于向所述發動機仿真子系統、傳感器仿真子系統、執行器及負載仿真子系統和控制器仿真子系統發送配置信號及接收所述發動機仿真子系統、傳感器仿真子系統、執行器及負載仿真子系統和控制器仿真子系統的反饋信號。

2.根據權利要求1所述的航空發動機全實信源半物理仿真系統，其中，所述綜合管理子系統包括綜合管理平臺，通過分布式同步控制總線與所述發動機仿真子系統、傳感器仿真子系統、執行器及負載仿真子系統和控制器仿真子系統相連。

3.根據權利要求1所述的航空發動機全實信源半物理仿真系統，其中，所述發動機仿真子系統包括發動機仿真計算機，所述發動機仿真計算機包括輸入和輸出接口，其中，輸入接口分別與所述執行器及負載仿真子系統和綜合管理子系統相連，輸出接口與所述傳感器仿真子系統相連。

4.根據權利要求1所述的航空發動機全實信源半物理仿真系統，其中，所述控制器仿真子系統包括控制器仿真計算模塊、油門桿和第七位置傳感器。

5.根據權利要求1所述的航空發動機全實信源半物理仿真系統，其中，所述航空發動機全實信源半物理仿真系統還包括燃油供給仿真子系統，所述燃油供給仿真子系統包括主燃油泵、電機驅動裝置、齒輪傳動裝置和油箱，用于對航空發動機的供油系統進行仿真。