航空发动机硬件在回路试验系统技术方案

技术编号:10798047 阅读:150 留言:0更新日期:2014-12-20 00:27
本实用新型专利技术提供了一种航空发动机硬件在回路试验系统,包括:用于执行发动机控制的电子控制器,用于仿真发动机行为的实时仿真装置,用于执行信号的调理和采集的信号调理和采集装置,以及用于执行故障注入的故障注入装置,该信号调理和采集装置耦接至该实时仿真装置,该故障注入装置分别通过硬接线与该信号调理和采集装置、和该电子控制器连接,其中,该航空发动机硬件在回路试验系统还包括:ARINC总线板卡和以太网板卡,该故障注入装置通过该ARINC总线板卡与该实时仿真装置连接,并通过该以太网板卡与该实时仿真装置连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种航空发动机硬件在回路试验系统,包括:用于执行发动机控制的电子控制器,用于仿真发动机行为的实时仿真装置,用于执行信号的调理和采集的信号调理和采集装置,以及用于执行故障注入的故障注入装置,该信号调理和采集装置耦接至该实时仿真装置,该故障注入装置分别通过硬接线与该信号调理和采集装置、和该电子控制器连接,其中,该航空发动机硬件在回路试验系统还包括:ARINC总线板卡和以太网板卡,该故障注入装置通过该ARINC总线板卡与该实时仿真装置连接,并通过该以太网板卡与该实时仿真装置连接。【专利说明】航空发动机硬件在回路试验系统
本技术涉及航空发动机控制系统的试验系统,尤其涉及航空发动机硬件在回路试验系统。
技术介绍
民用航空发动机的设计与制造过程极其复杂,代表了现代制造工业的最高水平。现代民用航空发动机控制系统为全权限数字式发动机电子控制(FADEC),包括了发动机的燃油控制、健康管理、起动与点火,以及反推系统,是一个极为复杂、交联耦合程度很高的系统,涉及总体气动、结构强度、电子电气、机械液压、燃油滑油、引气,以及机载软件与总线通讯等多个学科与工程的领域。目前,在国内也是首次研制具备适航能力的大型客机的发动机控制系统。对国内而言,这也是一项长期技术研发的挑战。 根据复杂机载系统开发流程(SAE ARP4754A)和适航验证(CCAR33.28)的要求,民用航空发动机控制系统的集成与适航验证,是一项工作量极大、内容极为复杂、系统交联耦合程度很高的试验验证工作。国内现有的系统硬件在回路验证系统,可以在某些工程领域,如电动汽车等,通过构建硬件在回路平台可以完成系统集成验证。但是,面对如此庞大复杂、高耦合程度、高可靠性与安全性、并涉及多学科领域的民用航空发动机控制系统,国内现有的硬件在回路验证平台存在诸多不足。 图1是示出了传统航空发动机硬件在回路试验系统的伺服控制回路。传统试验系统架构中,电子控制器根据控制目标,发出伺服电流信号以控制作动器的位置,通过电缆、电流信号采集装置等,采集到仿真装置中进行发动机仿真运算,以模拟发动机行为,例如计算或仿真出发动机真实传感器的感测信号,例如位移感测信号,通过位移信号调理模块,反馈给电子控制器,从而形成一个伺服闭环控制回路。 首先,发动机控制系统的伺服电流信号、控制位移信号为数众多,因此,电子控制器的故障注入信号也是为数众多,并且通过故障注入装置在每一路的信号电缆上注入故障信号,从而只能实现单点故障的注入。采用该传统试验系统,故障注入装置无法较好的进行实时仿真装置、信号调理装置、故障注入装置等多个试验设备的实时联动,从而实现伺服电流信号、控制位移信号与电源等多种组合故障 其次,发动机控制系统的伺服电流信号、控制位移信号、油门台控制信号多达数十路。每路信号均采用了电缆硬线进行连接。若试验系统使用时间较长,容易出现电缆松动等情况。 而且,由于不同型号的发动机控制系统,所采用的信号电缆的航插和对应的针脚是不一样的。因此,传统试验系统架构采用电缆连接方式,只能适用某一型号的发动机控制系统。若需适用另一型号的发动机控制系统,就需要对试验系统的连接电缆进行手动接线调整,非常不便。 因此,本领域需要一种改进的航空发动机硬件在回路试验系统。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。 根据本技术的一方面,提供了一种航空发动机硬件在回路试验系统,包括:用于执行发动机控制的电子控制器,用于仿真发动机行为的实时仿真装置,用于执行信号的调理和采集的信号调理和采集装置,以及用于执行故障注入的故障注入装置,该信号调理和采集装置耦接至该实时仿真装置,该故障注入装置分别通过硬接线与该信号调理和采集装置、和该电子控制器连接,其中,该航空发动机硬件在回路试验系统还包括:ARINC总线板卡和以太网板卡,该故障注入装置通过该ARINC总线板卡与该实时仿真装置连接,并通过该以太网板卡与该实时仿真装置连接。 在一实例中,该故障注入装置包括用于收发ARINC总线信号的第一 ARINC总线收发器;该实时仿真装置包括用于收发ARINC总线信号的第二 ARINC总线收发器,该ARINC总线板卡分别与该故障注入装置的该第一 ARINC总线收发器和该实时仿真装置的该第二ARINC总线收发器连接。 在一实例中,该故障注入装置包括用于收发以太网信号的第一以太网收发器;该实时仿真装置包括用于收发以太网信号的第二以太网收发器,该以太网板卡分别与该故障注入装置的该第一以太网收发器和该实时仿真装置的该第二以太网收发器连接。 在一实例中,该信号调理和采集装置耦接至该实时仿真装置进一步包括:该信号调理和采集装置与该实时仿真装置之间通过总线连接。 在一实例中,该信号调理和采集装置包括信号调理装置和信号采集装置,该信号调理装置包括第一总线数字信号接收器和第一总线数字信号发射器;该实时仿真装置包括第二总线数字信号发射器和第二总线数字信号接收器;该信号调理装置的该第一总线数字信号接收器通过总线与该实时仿真装置的该第二总线数字信号发射器连接,以及该信号采集装置的该第一总线数字信号发射器通过总线与该实时仿真装置的该第二总线数字信号接收器连接。 在一实例中,该第一总线数字信号发射器包括用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换器。 在一实例中,该信号调理装置包括用于将数字信号转换成模拟信号的数模转换器。 在一实例中,该信号调理包括各自具有数模转换器的温度信号调理装置、压力信号调理装置、频率信号调理装置中的至少一者。 在一实例中,该信号调理装置包括开关量输入信号调理装置、开关量输出信号采集装置中的至少一者。 在一实例中,该实时仿真装置通过该ARINC总线板卡向该故障注入装置发出发动机操纵目标信号,并通过该以太网板卡向该故障注入装置发出故障注入指令,该故障注入装置根据该故障注入指令对该发动机操纵目标信号执行故障注入。 在一实例中,该实时仿真装置根据测试用例和试验脚本实时发出该发动机操纵目标信号和该故障注入指令。 在一实例中,该电子控制器与该故障注入装置还通过总线连接。 在一实例中,该实时仿真装置通过该ARINC总线板卡从该电子控制器获得由该电子控制器算出的控制信号,基于该控制信号与自身采集的感测信号执行信号同步,并在该信号同步后根据测试用例和试验脚本发出该发动机操纵目标信号和该故障注入指令。 在一实例中,该控制信号包括位移控制信号,该感测信号包括位移感测信号。 在一实例中,该控制信号还包括转速控制信号,该感测信号包括转速频率感测信号。 通过本技术的一方面,通过由ARINC总线板卡和以太网板卡促成的实时仿真装置与故障注入装置之间的ARINC总线通信和以太网通信,为实时仿真装置根据测试用例和试验脚本进行多种发动机控制系统的组合系统故障试验的自动实现提供了基础。 通过本技术的另一方面,实时仿真装置与信号调理和采集装置之本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种航空发动机硬件在回路试验系统,包括:用于执行发动机控制的电子控制器,用于仿真发动机行为的实时仿真装置,用于执行信号的调理和采集的信号调理和采集装置,以及用于执行故障注入的故障注入装置,所述信号调理和采集装置耦接至所述实时仿真装置,所述故障注入装置分别通过硬接线与所述信号调理和采集装置、和所述电子控制器连接,其特征在于,所述航空发动机硬件在回路试验系统还包括:ARINC总线板卡和以太网板卡,所述故障注入装置通过所述ARINC总线板卡与所述实时仿真装置连接,并通过所述以太网板卡与所述实时仿真装置连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:尹超殷锴陶金伟赵奇
申请(专利权)人:中航商用航空发动机有限责任公司
类型:新型
国别省市:上海;31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1