航空发动机FADEC控制器开发测试平台

2015-03-30 11:38:23来源: ck365
当前航空发动机控制器的主流模式是采用全权电子控制器(Full Authority Digital ElectroNIc Controller,FADEC)。航空发动机上的所有控制律处理、余度管理和输入输出信号波形处理都由FADEC完成。设计开发出一款高性能航空发动 机FADEC控制器是当前我国航空业最迫切的需求。如何高效安全的测试FADEC控制器成为开发过程中一个亟待解决的技术难点:
• 测试过程的安全性。实际的航空发动机需要运行在高温、高压、高负荷的苛刻环境下,在开发的初期,如果采用一个不成熟的控制器进行台架实物实验,必然会带来各种安全风险;
• 测试的完备性。台架、实物测试对某些极限故障工况无法模拟;
• 测试开发时间、成本控制。每次台架实物测试准备时间长,测试的经济、人力成本很高,需提高测试效率,降低测试成本。

解决方案

        世界上主要的航空发动机供应商,诸如GE,Rolls-Royce和Pratt & Whitney,都在采用半实物仿真测试技术进行FADEC控制器的开发测试。该技术以航空发动机实时模型为基础,采用实时仿真机为硬件支撑平台,实时仿 真系统运行实时模型模拟真实的航空发动机控制器,替代真实的发动机控制器。

        航空发动机FADEC控制其开发测试平台系统结构如下图所示:

         航空发动机FADEC控制器开发测试平台由多个系统组成。

• 上位机兼开发平台系统,用于系统建模,仿真控制
• 实时仿真系统:HiGale实时仿真系统,用于运行发动机模型,包括仿真各类传感器、执行器的I/O板卡,总线板卡等
• 信号调理系统:用于对输入输出信号进行电平匹配,隔离,即完成信号的转接和转换,简化整个平台的电缆网设计
• 故障注入系统:模拟各类传感器、执行器、总线故障
• 接线连接系统:适应信号的多样性和复杂性,对信号进行统一管理
• 电源模拟系统:用于飞机电源模拟及故障注入,PMA模拟及故障注入
• 展示系统:包括发动机二维和三维展示,飞机视景仿真等
• 测试综合管理系统:统一管理个系统的测试执行,及自动完成测试结果分析、报告生成

        航空发动机FADEC控制器开发测试平台是由一系列软件工具和硬件设备组成的一体化实时仿真和测试平台,为航空发动机FADEC控制器开发测试平台提供了 完整的工具链。该平台具备对航空发动机FADEC控制系统的硬件闭环仿真测试,试验器上传感器信号的采集、控制系统所需要关键传感器信号的仿真、控制系统 故障注入以及发动机数字建模环境等功能。

        虽然采用该技术不能够完全替代台架试验,但却可以大大减少和缩短台架试验的次数和时间,并具备以下的优势:

• 避免由于控制系统开发初期软硬件的缺陷而带来的测试过程安全性问题;
• 实时仿真系统可以全面模拟各种在实际工作过程中不容易出现的故障和极限工况,对控制系统的测试更加的全面;
• 实时仿真系统的购买和测试使用费用远远低于采用台架实物测试的投资和耗费,降低客户在开发成本方面的风险。

关键字:航空发动机  FADEC控制器  开发测试平台

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0330/article_11218.html
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