一种环控综合控制器及控制方法技术

本发明专利技术属于机电控制技术，涉及一种环控综合控制器及控制方法；本发明专利技术基于数字控制(TMS570LS3137)+模拟控制的环控综合控制器设计方法，在发明专利技术中设计了控制通道/安全通道的控制架构，完成正常环控系统的控制功能，实现了双余度/安全的控制策略。本发明专利技术中环控综合控制器由环控控制通道A、控制通道B和安全通道组成。控制通道A、控制通道B采用数字电路控制原理实现环控主控制功能，安全通道采用模拟电路控制原理，其内部集成了座舱高度限制功能和座舱高度告警功能来共同完成系统的安全监控功能，其能确保在传感器超限的情况下发出超限告警，并启动座舱应急增压/泄压，以保证座舱压力值稳定，使座舱处于安全状态。使座舱处于安全状态。使座舱处于安全状态。

【技术实现步骤摘要】
一种环控综合控制器及控制方法


[0001]本专利技术属于机电控制技术，涉及一种环控综合控制器及控制方法。

技术介绍

[0002]以往机载电子设备的生产和安装都是独立的，容易造成操作方式各异、操作面板凌乱、设备间相互影响、控制复杂等问题，使得设备的安装、操作、维护不便，并且总体价格昂贵。
[0003]由于不同的客户对机载电子设备功能具有不同的要求，系统厂商必须根据要求进行定制，这就要求机载控制器可方便的进行功能的扩充和裁剪。因此，机载电子设备的多功能集成技术是解决这些问题的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种基于数字/模拟的双余度环控综合控制设计方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：一种环控综合控制器，其特征在于，包括控制通道A、控制通道B和安全通道，A、B通道互为备份，通过外部ARINC429总线通讯并且共享所有数据，安全通道告警发送至控制通道B；控制通道A包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道A的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；控制通道B包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道B的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；安全通道包括座舱压力信号采集模块、模拟处理模块及输出信号处理模块；座舱压力信号采集模块将采集的座舱压力值信号传递至模拟处理模块；模拟处理模块对座舱压力值信号进行比较，并判断输出结果；输出信号处理模块将模拟处理模块信号进行输出至控制通道B。
[0006]所述控制通道A、控制通道B具有环控系统电机控制功能、通讯功能、告警功能。
[0007]所述安全通道具有座舱高度限制功能和座舱高度告警功能。
[0008]所述输入信号处理模块具有热电阻温度传感器信号采集功能、直流模拟电压信号采集功能、电位计信号采集功能、离散信号采集功能、捡漏循环信号采集功能、离散输出反馈信号采集功能、通道选择输入功能、座舱压力采集功能、ARINC429通讯接收功能、RS422通讯接收功能及CAN总线通讯接收功能；
[0009]所述数字处理模块包含CPU及周围电路、逻辑运算电路及数据存储电路，负责控制律运算和输出运算；CPU及周围电路负责对输入数据进行运算；逻辑运算电路对输入信号处理模块输出的离散输入信号进行选择；数据存储电路存储程序、控制律以及暂存数据；
[0010]所述输出信号处理模块包括两相步进电机信号输出功能、力矩电机信号输出功能、28V直流电机信号输出功能、离散输出功能、ARINC429通讯发送功能、RS422通讯发送功能及CAN总线通讯发送功能。
[0011]所述热电阻温度传感器功能支持采集PT100、PT200、PT500、NTC300及10mV/K类型传感器信号；座舱压力采集功能支持8630C
‑
50温度传感器。
[0012]一种环控综合控制器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013](一)数字电路控制方法
[0014](1)输入信号处理模块采集热电阻温度传感器、座舱压力传感器的信号并进行信号调理后输入至CPU中；
[0015](2)CPU将调理后的热电阻温度传感器信号、座舱压力传感器信号与航电系统中的飞行信息进行环控系统控制律运算并将运算结果输出至输出信号处理模块；
[0016](3)输出信号处理模块将控制律运算结果输出，经过数模转换与功率驱动转换后输出，从而控制环控系统电机的工作。
[0017](二)模拟电路监控方法
[0018]安全通道采用模拟电路控制原理，模拟监控电路作为功能可靠性备份，其功能为在座舱压力传感器超限的情况下发出座舱高度告警信号和座舱高度限制信号。
[0019]所述安全通道采集座舱压力传感器Type 1和Type 2信号，经过与对应座舱高度压力比对后，判断是否超限，超限后发出告警信号。
[0020]本专利技术具有的优点和有益效果：
[0021]本专利技术设计了一种环控综合控制器，采用双余度数字电路控制(DSP)和模拟电路监控平台，实现了控制/监控通道的系统架构，实现了环控综合控制器的模块化设计、集成化设计。控制通道与安全通道通过非相似性设计，避免了相似余度系统共性故障雪崩式损害的发生，且使系统能够进行故障自检测、自监控，并能够进行系统安全切换，保证在座舱压力传感器超限的情况下进行告警，以确保没有无告警的危险。
[0022]本专利技术完成基本的环控系统控制功能，实现对环控系统的各种电机的控制。同时完成系统通讯、数据记录和自检测等功能要求。数字信号控制平台用于环控系统的温度信号和座舱压力信号采集与处理、进行环控系统控制律计算，系统状态控制等功能，所有的系统控制功能都由数字信号控制器平台完成。系统的安全监控功能由模拟电路控制器完成，监控通道负责实时监控座舱高度压力值与座舱高度变化率，一旦监控到压力或压力变化率超限立即发出告警信号。
附图说明：
[0023]图1是本专利技术结构框图；
[0024]图2是本专利技术数字控制通道控制原理图；
[0025]图3是本专利技术模拟监控通道原理图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。参阅图1，图1中本专利技术包括控制通道A、控制通道B和安全通道，A、B通道互为备份，通过外部ARINC429总线通讯并且共享所有
数据，安全通道告警发送至控制通道B；控制通道A包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道A的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；控制通道B包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道B的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；安全通道包括座舱压力信号采集模块、模拟处理模块及输出信号处理模块；座舱压力信号采集模块将采集的座舱压力值信号传递至模拟处理模块；模拟处理模块对座舱压力值信号进行比较，并判断输出结果；输出信号处理模块将模拟处理模块信号进行输出至控制通道B。
[0027]所述控制通道A、控制通道B具有环控系统电机控制功能、通讯功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环控综合控制器，其特征在于，包括控制通道A、控制通道B和安全通道，A、B通道互为备份，通过外部ARINC429总线通讯并且共享所有数据，安全通道告警发送至控制通道B；控制通道A包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道A的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；控制通道B包括电源模块、输入信号处理模块、数字处理模块及输出信号处理模块；电源模块负责控制通道B的供电；输入信号处理模块将外部输入信号处理后发送至数字处理模块；数字处理模块对输入信号处理模块输入的信号进行控制律运算并将运算后的输出信号发送至输出信号处理模块；输出信号处理模块将数字处理模块输出信号处理后输出至环控系统；安全通道包括座舱压力信号采集模块、模拟处理模块及输出信号处理模块；座舱压力信号采集模块将采集的座舱压力值信号传递至模拟处理模块；模拟处理模块对座舱压力值信号进行比较，并判断输出结果；输出信号处理模块将模拟处理模块信号进行输出至控制通道B。2.如权利要求1所述的环控综合控制器，其特征在于，所述控制通道A、控制通道B具有环控系统电机控制功能、通讯功能、告警功能。3.如权利要求1所述的环控综合控制器，其特征在于，所述安全通道具有座舱高度限制功能和座舱高度告警功能。4.如权利要求1所述的环控综合控制器，其特征在于，所述输入信号处理模块具有热电阻温度传感器信号采集功能、直流模拟电压信号采集功能、电位计信号采集功能、离散信号采集功能、捡漏循环信号采集功能、离散输出反馈信号采集功能、通道选择输入功能、座舱压力采集功能、ARINC429通讯接收功能、RS422通讯接收功能及CAN总线通讯接收功能；5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，邹湘东，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：