Accexp航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺
2021-08-26
當前航空發(fā)動機控制器的主流模式是采用全權(quán)電子控制器（Full Authority Digital Electronic Controller，F(xiàn)ADEC）。航空發(fā)動機上的所有控制律處理、余度管理和輸入輸出信號波形處理都由FADEC完成。設計開發(fā)出一款高性能航空發(fā)動機FADEC控制器是當前我國航空業(yè)最迫切的需求。如何高效安全的測試FADEC控制器成為開發(fā)過程中一個亟待解決的技術(shù)難點：
• 測試過程的安全性。實際的航空發(fā)動機需要運行在高溫、高壓、高負荷的苛刻環(huán)境下，在開發(fā)的初期，如果采用一個不成熟的控制器進行臺架實物實驗，必然會帶來各種安全風險；
• 測試的完備性。臺架、實物測試對某些極限故障工況無法模擬；
• 測試開發(fā)時間、成本控制。每次臺架實物測試準備時間長，測試的經(jīng)濟、人力成本很高，需提高測試效率，降低測試成本。
解決方案
航空發(fā)動機FADEC控制其開發(fā)測試平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
航空發(fā)動機FADEC控制其開發(fā)測試平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺由多個系統(tǒng)組成。
• 上位機兼開發(fā)平臺系統(tǒng)，用于系統(tǒng)建模，仿真控制
• 實時仿真系統(tǒng)：HiGale實時仿真系統(tǒng)，用于運行發(fā)動機模型，包括仿真各類傳感器、執(zhí)行器的I/O板卡，總線板卡等
• 信號調(diào)理系統(tǒng)：用于對輸入輸出信號進行電平匹配，隔離，即完成信號的轉(zhuǎn)接和轉(zhuǎn)換，簡化整個平臺的電纜網(wǎng)設計
• 故障注入系統(tǒng)：模擬各類傳感器、執(zhí)行器、總線故障
• 接線連接系統(tǒng)：適應信號的多樣性和復雜性，對信號進行統(tǒng)一管理
• 電源模擬系統(tǒng)：用于飛機電源模擬及故障注入，PMA模擬及故障注入
• 展示系統(tǒng)：包括發(fā)動機二維和三維展示，飛機視景仿真等
• 測試綜合管理系統(tǒng)：統(tǒng)一管理個系統(tǒng)的測試執(zhí)行，及自動完成測試結(jié)果分析、報告生成
航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺是由一系列軟件工具和硬件設備組成的一體化實時仿真和測試平臺，為航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺提供了完整的工具鏈。該平臺具備對航空發(fā)動機FADEC控制系統(tǒng)的硬件閉環(huán)仿真測試，試驗器上傳感器信號的采集、控制系統(tǒng)所需要關(guān)鍵傳感器信號的仿真、控制系統(tǒng)故障注入以及發(fā)動機數(shù)字建模環(huán)境等功能。
航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺是由一系列軟件工具和硬件設備組成的一體化實時仿真和測試平臺，為航空發(fā)動機FADEC控制器開發(fā)測試平臺提供了完整的工具鏈。該平臺具備對航空發(fā)動機FADEC控制系統(tǒng)的硬件閉環(huán)仿真測試，試驗器上傳感器信號的采集、控制系統(tǒng)所需要關(guān)鍵傳感器信號的仿真、控制系統(tǒng)故障注入以及發(fā)動機數(shù)字建模環(huán)境等功能。
雖然采用該技術(shù)不能夠完全替代臺架試驗，但卻可以大大減少和縮短臺架試驗的次數(shù)和時間，并具備以下的優(yōu)勢：
• 避免由于控制系統(tǒng)開發(fā)初期軟硬件的缺陷而帶來的測試過程安全性問題；
• 實時仿真系統(tǒng)可以全面模擬各種在實際工作過程中不容易出現(xiàn)的故障和極限工況，對控制系統(tǒng)的測試更加的全面；
• 實時仿真系統(tǒng)的購買和測試使用費用遠遠低于采用臺架實物測試的投資和耗費，降低客戶在開發(fā)成本方面的風險。
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