[發(fā)明專利]基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110209051.5
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112947378A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;耿佳;劉金鑫;劉一龍;張興武;楊志勃;宋志平;陳雪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，試驗(yàn)系統(tǒng)中，無人機(jī)搭載平臺(tái)基于飛行指令執(zhí)行預(yù)定飛行狀態(tài)；渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)支承于無人機(jī)搭載平臺(tái)，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)傳感器；電子控制器連接渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)以執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制指令以控制渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，傳感器輸出傳感器信號；故障注入裝置連接電子控制器，故障注入裝置基于傳感器信號執(zhí)行故障注入；數(shù)據(jù)采集裝置連接渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和故障注入裝置，以采集傳感器信號和故障注入后的故障信號；地面站無線連接無人機(jī)搭載平臺(tái)、電子控制器和數(shù)據(jù)采集裝置，上位機(jī)連接遙控接收機(jī)，上位機(jī)設(shè)定容錯(cuò)驗(yàn)證試驗(yàn)參數(shù)，接收測試數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

控制系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“神經(jīng)中樞”，其任務(wù)可靠性與安全性是發(fā)動(dòng)機(jī)的生命。容錯(cuò)控制是控制系統(tǒng)的“重要使命”，是保障發(fā)動(dòng)機(jī)安全高效運(yùn)行的核心技術(shù)。容錯(cuò)性是美軍軍標(biāo)控制系統(tǒng)的首要要求，也是民用適航規(guī)范控制系統(tǒng)的主要內(nèi)容。開展容錯(cuò)驗(yàn)證試驗(yàn)是檢驗(yàn)容錯(cuò)控制方法有效性的重要途經(jīng)。

目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)試驗(yàn)中，一般包含四個(gè)層次的試驗(yàn)，分別是控制器在回路故障模擬試驗(yàn)——半物理故障模擬試驗(yàn)——地面試車——高空臺(tái)試車。在原有的試驗(yàn)體系下，高空臺(tái)試車能夠較為準(zhǔn)確的模擬出真實(shí)的飛行環(huán)境，是容錯(cuò)控制試驗(yàn)的重要形式。但是，由于故障模擬存在風(fēng)險(xiǎn)，且高空臺(tái)試車成本較高，因此，很難開展系統(tǒng)性容錯(cuò)試驗(yàn)，而且模擬的環(huán)境與發(fā)動(dòng)機(jī)在高空的環(huán)境總是存在差距，使得該項(xiàng)試驗(yàn)花費(fèi)大，收益小，難以滿足容錯(cuò)驗(yàn)證的要求。

背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)低成本、真實(shí)試驗(yàn)環(huán)境的容錯(cuò)控制驗(yàn)證，提高驗(yàn)證的有效性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)包括，

無人機(jī)搭載平臺(tái)，其基于飛行指令執(zhí)行預(yù)定飛行狀態(tài)；

渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其支承于所述無人機(jī)搭載平臺(tái)，所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)傳感器；

電子控制器，其連接所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)以執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制指令以控制所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，所述傳感器輸出傳感器信號；

故障注入裝置，其連接所述電子控制器，所述故障注入裝置基于所述傳感器信號執(zhí)行故障注入；

數(shù)據(jù)采集裝置，其連接所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和故障注入裝置，以采集所述傳感器信號和故障注入的故障信號；

地面站，其無線連接所述無人機(jī)搭載平臺(tái)、電子控制器和數(shù)據(jù)采集裝置，所述地面站包括，

遙控接收機(jī)，其發(fā)送所述飛行指令和發(fā)動(dòng)機(jī)控制指令，以及接收所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的傳感器信號和故障信號，

上位機(jī)，其連接所述遙控接收機(jī)，所述上位機(jī)設(shè)定容錯(cuò)驗(yàn)證試驗(yàn)參數(shù)，接收測試數(shù)據(jù)。

所述的一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)中，所述無人機(jī)搭載平臺(tái)包括無人機(jī)、接收飛行指令的通信單元、控制器模塊和測量外界環(huán)境參數(shù)的測量模塊，所述控制器模塊基于飛行指令控制所述無人機(jī)執(zhí)行預(yù)定飛行狀態(tài)，所述預(yù)定飛行狀態(tài)包括在預(yù)定飛行高度和預(yù)定飛行速度飛行執(zhí)行預(yù)定飛行姿態(tài)。

所述的一種基于無人機(jī)搭載平臺(tái)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)容錯(cuò)試驗(yàn)系統(tǒng)中，所述無人機(jī)搭載平臺(tái)還包括用于提供輔助推力輸出的驅(qū)動(dòng)模塊和提供電能的電源模塊，所述無人機(jī)為固定翼無人機(jī)，所述測量模塊包括IMU傳感器、空速管、磁羅盤和GPS模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括第一輔助動(dòng)力電機(jī)和第二輔助動(dòng)力電機(jī)，所述控制器模塊連接前起落架轉(zhuǎn)向舵機(jī)、左副翼舵機(jī)、右副翼舵機(jī)、平尾升降舵舵機(jī)、第一垂尾方向舵舵機(jī)和第二垂尾方向舵舵機(jī)。