一种航空发动机双冗余控制系统技术方案

本发明专利技术适用于发动机控制领域，提供了航空发动机的双冗余控制系统的硬件与软件设计，包括：冗余的电源模块，用于整个控制系统的供电；冗余的采集调理接口单元，用于发动机各类传感器参数信号的滤波、调理、放大；冗余的控制单元，对所述冗余的参数采集单元采集参数进行运算、分析，判断发动机所处工况，输出控制信号；冗余的执行单元，根据控制单元输出信号，执行点火、喷油、喷气等相应动作。采用本技术方案，每一部分的冗余保证航空发动机在发生故障的情况下仍能运行。其中控制单元中的分层架构与冗余控制策略，保证在满足一般控制系统对控制目标和指标的前提下，在航空发动机出现故障时能够正常或者略有降低控制指标的情况下安全工作。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机双冗余控制系统
本专利技术涉及航空发动机控制
，尤其涉及一种航空发动机双冗余控制系统。
技术介绍
航空发动机的工作条件为高温、高压、高速和强烈的振动，所以对其控制系统有较高的可靠性要求，并且航空发动机正常运行与否直接关系驾驶员人身安全。除了对各个元器件和各部分机构有较高的可靠性要求之外，还需要给比较重要的部分设计一套冗余系统，使得在某些部件有损坏的条件下，也能保证航空发动机的运行。目前容错或冗余设计已经越来越被重视，在航空发动机领域，已有冗余CAN总线、冗余数字控制器等针对某些系统的冗余设计，除此之外，还有针对航空发动机主动容错仿真研究。但是控制系统应包括电源模块、参数采集、控制单元和执行模块等几部分，曲轴转速传感器、喷油器等传感器和执行器工作在恶劣的条件下，这些重要传感器的信号更容易发生失真，电源模块也是直接关系到整个控制系统的正常运行。除此之外，针对整个控制系统的软件架构与双冗余控制策略也是本领域急需探索的问题。如何解决上述技术问题，是目前本领域技术人员需解决的问题。专利
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，包括：/n冗余的采集调理接口单元，其用于采集发动机各类传感器信号，以及将所述参数信号进行滤波、调理、放大；/n冗余的控制单元，其与所述冗余的采集调理接口单元连接，以对所述冗余的参数采集单元采集参数进行运算、分析，判断发动机所处工况，输出控制信号；/n冗余的执行单元，其与所述冗余的控制单元连接，以根据控制单元输出信号，执行点火、喷油、喷气等相应动作；/n冗余的电源模块，其分别与所述冗余的采集调理接口单元、冗余的控制单元和冗余的执行单元连接，以用于整个控制系统的供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，包括：
冗余的采集调理接口单元，其用于采集发动机各类传感器信号，以及将所述参数信号进行滤波、调理、放大；
冗余的控制单元，其与所述冗余的采集调理接口单元连接，以对所述冗余的参数采集单元采集参数进行运算、分析，判断发动机所处工况，输出控制信号；
冗余的执行单元，其与所述冗余的控制单元连接，以根据控制单元输出信号，执行点火、喷油、喷气等相应动作；
冗余的电源模块，其分别与所述冗余的采集调理接口单元、冗余的控制单元和冗余的执行单元连接，以用于整个控制系统的供电。


2.根据权利要求1所述的一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，所述冗余的电源模块包括主电源转换电路、A信号电源转换电路、B信号电源转换电路、A转速传感器电源电路和B转速传感器电源电路；
所述主电源转换电路，使用电压转换芯片，将车载电源转换为控制系统可用电压；
所述A信号电源转换电路和B信号电源转换电路，分别单独为A、B两路采集接口单元供电；
所述A转速传感器电源电路和B转速传感器电源电路，分别单独为转速传感器的采集调理电路供电。


3.根据权利要求2所述的一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，所述冗余的采集调理接口单元包括A组传感器调理电路、B组传感器调理电路和AB合用信号电路；
所述A、B组传感器调理电路，指测量发动机重要运行状态参数的传感器的信号调理电路；
所述AB合用信号，指其他传感器的信号调理电路或者发动机工作的辅助电路。


4.根据权利要求1所述的一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，所述冗余的控制单元包括控制板；所述控制单元接收到经采集调理单元处理后的传感器信号后，判断发动机运行工况，向所述冗余执行单元输出控制信号。


5.根据权利要求1所述的一种航空发动机双冗余控制系统，其特征在于，所述冗余的执行单元包括冗余的增压阀控制、EGR控制、节气门控制、冗余的点火控制、喷油和喷气控制；
所述冗余的点火控制为在每个气缸内安装两个火花塞，分为上火花塞与下火花塞；
所述喷油和喷气控制为喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张付军，王兵兵，武浩，胡博睿，章振宇，赵振峰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11