[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動機(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: 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: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14
• 代理公司: 南京禾易知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32320
• 代理人: 秦杰

本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動機(jī)故障模擬系統(tǒng)，包括：故障模擬控制器，包括發(fā)動機(jī)模型模塊和傳感器模型模塊，發(fā)動機(jī)模型模塊將接收的發(fā)動機(jī)模型控制指令進(jìn)行模型計(jì)算，輸出發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號至所述故障注入機(jī)箱；所述傳感器模型模塊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至所述故障模擬接口適配器；故障模擬接口適配器于將接收的傳感器故障配置信號進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為傳感器故障模擬信號，并發(fā)送至所述故障注入機(jī)箱；故障注入機(jī)箱根據(jù)接收到的所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號和傳感器故障模擬信號，以及接收到的電氣故障配置信號，對發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行模擬。通過本發(fā)明提供真實(shí)的航空發(fā)動機(jī)故障環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)健康管理及故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空發(fā)動機(jī)故障模擬系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機(jī)工作在高溫、高速、強(qiáng)振動、寬飛行包線等惡劣環(huán)境下，發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)經(jīng)常變換，對安全性與可靠性要求極高。采用航空發(fā)動機(jī)健康管理及故障監(jiān)視技術(shù)是提高發(fā)動機(jī)使用安全性、減小災(zāi)難性故障概率以及控制使用維護(hù)成本的有效途徑。目前國內(nèi)外都在積極研究航空發(fā)動機(jī)故障診斷系統(tǒng)，來判斷航空發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中各部件是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。故障診斷系統(tǒng)需要提供發(fā)動機(jī)故障環(huán)境，驗(yàn)證故障診斷系統(tǒng)的有效性。本發(fā)明中的故障模擬系統(tǒng)正是為航空發(fā)動機(jī)故障系統(tǒng)提供真實(shí)的故障環(huán)境，從而能夠提高故障診斷系統(tǒng)的有效性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動機(jī)故障模擬系統(tǒng)及控制方法，通過配置傳感器故障信號，并能夠提供傳感器故障模擬信號，提供真實(shí)的航空發(fā)動機(jī)故障環(huán)境。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)故障模擬系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括故障模擬控制器、故障模擬接口適配器和故障注入機(jī)箱；

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

所述發(fā)動機(jī)模型模塊，用于將接收的發(fā)動機(jī)模型控制指令進(jìn)行模型計(jì)算，輸出發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號至所述故障注入機(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進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為傳感器故障模擬信號，并發(fā)送至所述故障注入機(jī)箱；

所述故障注入機(jī)箱，用于根據(jù)接收到的所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號和傳感器故障模擬信號，以及接收到的電氣故障配置信號，對發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行模擬。

優(yōu)選的，所述航空發(fā)動機(jī)故障模擬系統(tǒng)還包括故障模擬管理模塊，所述故障模擬管理模塊包括：

發(fā)動機(jī)數(shù)字控制監(jiān)控單元，輸出控制指令至所述發(fā)動機(jī)模型模塊，并監(jiān)控發(fā)動機(jī)模型模塊運(yùn)行參數(shù)，動態(tài)顯示所述發(fā)動機(jī)模型模塊模擬的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，所述參數(shù)包括發(fā)動機(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，并輸出傳感器的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配置、斜率配置和極值配置；

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

電氣故障配置單元，對發(fā)動機(jī)傳感器進(jìn)行電氣故障配置，并將電氣故障配置信號發(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。

優(yōu)選的，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至所述故障模擬接口適配器；