一种飞机环境控制系统智能测控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种飞机环境控制系统智能测控装置。它包括飞机座舱进口气流温度传感器、舱内温度选择器和流量调节阀，电子设备舱进口气流温度传感器、舱内压力传感器和流量调节阀，数据采集单片机，电机控制单片机，主控算法单片机，上位监控计算机。本装置通过机载数据总线把各子系统的信息共享于公管系统中，由上位监控计算机通过综合调度发送指令，主控算法单片机执行优化控制决策，数据采集单片机和电机控制单片机进行直接的原始信息综合、测量和末端控制。本测控装置集模糊推理、专家系统等人工智能技术、通信与计算机技术、电机调速与传感器技术等现代高科技于一身，是未来飞机环境控制系统测量与控制技术发展的主流方向。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利涉及一种飞机环境控制系统的空气调节控制系统，尤其是针对座舱和电子设备舱温度的一种智能测量与控制装置。它主要用于飞机环境控制系统运行过程的温度测量、记录、控制与分析。
技术介绍
目前，国内外飞机环境控制系统中空气调节控制系统普遍采用的是模拟控制技术或者模拟/数字混合式控制技术。经过多年工程实践的验证，国内该研究领域的专家学者和工程技术人员普遍认为综合数字控制技术和人工智能技术相结合的智能测控技术是综合提高飞机环境控制系统性能的主要研究方向之一。目前，该技术已经成为我国“十五”预研项目中先进飞机环境控制系统重点研究的课题。本技术专利正是在总结我们过去几年的研究成果基础上，开发的新型综合数字智能测控系统以及相应的设备装置。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术存在的不足，提出一种用于飞机环境控制系统座舱和电子设备舱温度测量记录、数据分析、智能控制的装置。该装置可以实时测量、显示和记录座舱以及电子设备舱的进口气流温度，电子设备舱内的压力。根据飞机环境控制系统在不同飞行状态下热载荷与系统需求，采用人工智能控制技术对相应的流量调节阀进行实时控制，以求获得系统最佳的工作过程。本技术所采取的技术方案是一种飞机环境控制系统智能测控装置，它包括飞机座舱进口气流温度传感器、舱内温度选择器和座舱流量调节阀，电子设备舱进口气流温度传感器、舱内压力传感器和电子设备舱流量调节阀，数据采集单片机，电机控制单片机，主控算法单片机，上位监控计算机。座舱进口气流温度传感器、电子设备舱进口气流温度传感器以及电子设备舱舱内压力传感器分别将采集到的模拟信号经过接线端子连接上数据采集单片机，数据采集单片机对每一路检测通道进行模/数转换后进行数据分析，包括数字滤波和信号可靠性分析。座舱舱内温度选择器接受驾驶员的指令把模拟信号转化为数字信号发送给上位监控计算机接受综合调度。上位监控计算机接受来自数据采集单片机的数字信号后，进行信息融合和综合调配，并向主控算法单片机发送实时控制指令。主控算法单片机从数据总线上接受所需的实时信息后，进行过程优化控制与简单的故障检测，把最终的执行决策发送给电机控制单片机。电机控制单片机直接与座舱和电子设备舱流量调节阀相连，它通过智能调速算法完成最终的末端控制工作。过程中数字通信采用1553B数据总线。本技术的优点是充分的信息共享和先进的人工智能技术使得大系统的最优控制成为可能。数字通信代替传统的模拟信号，提高了信号传输的精度和可靠性，避免了模拟信号传输中信号衰减、精度下降和易受外部干扰的问题。彻底的现场分散控制代替传统的集中控制，功能模块化利于灵活选用和替换，布局简洁利于日常维护和拆装。附图说明图1是本技术的总装连接示意图。具体实施方式以下结合附图1详细说明本装置的工作情况。从飞机发动机压气机(1)引出的高温高压气体经引气管道分成两路。一路用于座舱(5)温度调节，另一路用于电子设备舱(6)温度调节。用于座舱(5)温度调节的发动机引气又分为两路，其中一路流经并联的初级散热器(2)成为“座舱供气冷路”；另一路流经座舱流量调节阀(11)后成为“座舱供气热路”。“座舱供气冷路”经初级散热器(2)第一次降温后，再经过次级散热器(3)，被发动机进气道的冲压冷空气第二次降温，这样高温高压的发动机引气经过连续两次温降后变为高压中温的气流。这股气流再经过负载为风扇的涡轮冷却器(4)膨胀做功，温度再次降低，变为一股低温气流用来和高温气流混合调温。“座舱供气冷路”的出口气流分为两路，一路通过和“座舱供气热路”的高温气流混合流入飞机座舱(5)；另一路通过限流装置(18)实现流量比例分配后成为“电子设备舱供气冷路”，与经过电子设备舱流量调节阀(10)的“电子设备舱供气热路”高温气流混合进入飞机电子设备舱(6)。工作时，数据采集单片机(13)实时接受并分析座舱进口气流温度传感器(7)、电子设备舱进口气流温度传感器(8)以及电子设备舱舱内压力传感器(9)采集的数据，然后把数据进行打包发送给上位监控计算机(16)。座舱舱内温度选择器(12)通过数据总线(17)向上位监控计算机(16)发送座舱舱内温度需求；上位监控计算机(16)通过分析来自电子设备舱舱内压力传感器(9)的数据，经过函数计算出电子设备舱舱内温度要求。通过综合热载荷分析，上位监控计算机(16)分别给出座舱和电子设备舱的舱内温度要求指令，并结合实时的温度信息一同发送给主控算法单片机(15)。主控算法单片机(15)采用具有人工智能技术的优化控制算法，如本装置中选用了模糊控制算法。通过大量地面模拟试验和仿真研究所获得的关键数据，模糊控制算法得到优化，复杂计算后得到的最终控制指令发送给电机控制单片机(14)。座舱流量调节阀(11)和电子设备舱流量调节阀(10)都是由直流电机带动的蝶型活门。电机控制单片机(14)通过函数运算实现对直流电机的智能调速和控制，进而实现对座舱和电子设备舱流量的控制，最终获得系统所需的舱内温度。权利要求1.一种飞机环境控制系统智能测控装置，包括飞机座舱进口气流温度传感器、舱内温度选择器和座舱流量调节阀，电子设备舱进口气流温度传感器、舱内压力传感器和电子设备舱流量调节阀，数据采集单片机、电机控制单片机、主控算法单片机、上位监控计算机，其特征在于上位监控计算机、数据采集单片机、座舱舱内温度选择器、主控算法单片机和电机控制单片机都并联于数据总线上，所有传感器都并联于数据采集单片机上，所有调节阀都并联于电机控制单片机上。2.根据权利要求1所述的飞机环境控制系统智能测控装置，其特征在于座舱进口和电子设备舱进口分别安装一只温度传感器，电子设备舱内部安装一只压力传感器，数据采集单片机分别检测三只传感器，并进行数字滤波和信号可靠性分析。3.根据权利要求1所述的飞机环境控制系统智能测控装置，其特征在于座舱和电子设备舱热空气流道上分别安装一个流量调节阀，电机控制单片机通过智能调速算法，驱动座舱和电子设备舱流量调节阀完成末端控制。4.根据权利要求1所述的飞机环境控制系统智能测控装置，其特征在于上位监控计算机接受来自数据采集单片机的数字信号后，进行信息融合和综合调配，并向主控算法单片机发送实时控制指令；主控算法单片机从数据总线上接受所需的实时信息后，进行过程优化控制与简单的故障检测，把最终的执行决策发送给电机控制单片机。5.根据权利要求1所述的飞机环境控制系统智能测控装置，其特征在于过程中数字通信采用1553B数据总线。专利摘要本技术涉及一种飞机环境控制系统智能测控装置。它包括飞机座舱进口气流温度传感器、舱内温度选择器和流量调节阀，电子设备舱进口气流温度传感器、舱内压力传感器和流量调节阀，数据采集单片机，电机控制单片机，主控算法单片机，上位监控计算机。本装置通过机载数据总线把各子系统的信息共享于公管系统中，由上位监控计算机通过综合调度发送指令，主控算法单片机执行优化控制决策，数据采集单片机和电机控制单片机进行直接的原始信息综合、测量和末端控制。本测控装置集模糊推理、专家系统等人工智能技术、通信与计算机技术、电机调速与传感器技术等现代高科技于一身，是未来飞机环境控制系统测量与控制技术发展的主流方向。文档编号F24F11/04GK2788075SQ20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机环境控制系统智能测控装置，包括飞机座舱进口气流温度传感器、舱内温度选择器和座舱流量调节阀，电子设备舱进口气流温度传感器、舱内压力传感器和电子设备舱流量调节阀，数据采集单片机、电机控制单片机、主控算法单片机、上位监控计算机，其特征在于：上位监控计算机、数据采集单片机、座舱舱内温度选择器、主控算法单片机和电机控制单片机都并联于数据总线上，所有传感器都并联于数据采集单片机上，所有调节阀都并联于电机控制单片机上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何君，袁修干，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]