[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110632302.0
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113358366B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于兵;翟雄飛;王淳;王波;李川江;張?zhí)旌?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);中國航發(fā)四川燃?xì)鉁u輪研究院
• 主分類號(hào): G01M15/14
• 分類號(hào): G01M15/14
• 代理公司: 南京禾易知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32320
• 代理人: 秦杰

1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括故障模擬控制器、

故障模擬接口適配器、故障注入機(jī)箱和故障模擬管理模塊；

所述故障模擬控制器，包括發(fā)動(dòng)機(jī)模型模塊和傳感器模型模塊，其中，

所述發(fā)動(dòng)機(jī)模型模塊，用于將接收的發(fā)動(dòng)機(jī)模型控制指令進(jìn)行模型計(jì)算，輸出發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)至所述故障注入機(jī)箱；

所述傳感器模型模塊，用于將接收的傳感器故障配置指令進(jìn)行模型計(jì)算，輸出傳感器故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

所述故障模擬接口適配器，用于將接收的傳感器故障配置信號(hào)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為傳感器故障模擬信號(hào)，并發(fā)送至所述故障注入機(jī)箱；其中，

所述故障模擬接口適配器包括壓力傳感器模塊，所述壓力傳感器模塊包括壓阻式壓力傳感器電路，該電路包括：

數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將壓力故障配置信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為模擬的壓力故障配置信號(hào)；

合成電阻電路，用以模擬電橋電路中的一個(gè)橋臂電阻，并根據(jù)輸入的電流和所述模擬的壓力故障配置信號(hào)調(diào)整該橋臂電阻的阻值；

電橋電路，用以輸出壓力傳感器故障模擬信號(hào)至故障注入機(jī)箱；

所述故障模擬接口適配器還包括轉(zhuǎn)速傳感器模塊，所述轉(zhuǎn)速傳感器模塊包括磁電脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器電路，該電路包括：

波形產(chǎn)生電路，根據(jù)接收的轉(zhuǎn)速故障配置信號(hào)產(chǎn)生頻率變化的脈沖信號(hào)；

增益控制電路，根據(jù)接收的變比控制信號(hào)，對(duì)所述脈沖信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)整；

保持器，將調(diào)整后的脈沖信號(hào)發(fā)送至故障注入機(jī)箱；

所述故障注入機(jī)箱，用于根據(jù)接收到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、傳感器故障模擬信號(hào)、接收到的電氣故障配置信號(hào)以及調(diào)整后的脈沖信號(hào)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行模擬；

所述故障模擬管理模塊包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字控制監(jiān)控單元，輸出控制指令至所述發(fā)動(dòng)機(jī)模型模塊，并監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)模型模塊運(yùn)行參數(shù)，動(dòng)態(tài)顯示所述發(fā)動(dòng)機(jī)模型模塊模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，所述參數(shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口總溫、進(jìn)口總壓、進(jìn)口流量，壓氣機(jī)的進(jìn)口總溫和總壓，以及燃燒室出口總溫和低壓渦輪出口流量；

傳感器故障配置單元，接收用戶輸入的傳感器的特性故障配置信息，并輸出傳感器故障配置指令至所述傳感器模型模塊，所述特性故障配置包括傳感器信號(hào)配置、斜率配置和極值配置；

通道配置單元，對(duì)所述故障模擬接口適配器中的每一個(gè)模塊進(jìn)行通道特性配置；

電氣故障配置單元，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器進(jìn)行電氣故障配置，并將電氣故障配置信號(hào)發(fā)送至所述故障注入機(jī)箱，所述電氣故障包括通路、斷路、前短路和后短路。

2.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模型模塊包括：

壓阻式壓力傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出壓力故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

溫度傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出溫度故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

位移傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出位移故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

轉(zhuǎn)速傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出轉(zhuǎn)速故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

流量傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出流量故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器；

振動(dòng)傳感器模型單元，根據(jù)所述特性故障配置信息，計(jì)算并輸出振動(dòng)故障配置信號(hào)至所述故障模擬接口適配器。

3.如權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述故障模擬接口適配器包括FPGA模塊，將接收到的傳感器故障配置信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換。

4.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述故障模擬接口適配器還包括LVDT位移傳感器模塊，該模塊包括：

激勵(lì)采樣電路，采集激勵(lì)電壓，并將所述激勵(lì)電壓作為基準(zhǔn)信號(hào)；

增益控制電路，包括乘法器，所述乘法器將接收的位移故障配置信號(hào)以及所述基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行相乘，調(diào)整所述位移故障配置信號(hào)的幅值，輸出位移故障模擬信號(hào)至所述故障注入機(jī)箱。