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Accexp航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)
2021-08-26
當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)上的所有控制律處理、余度管理和輸入輸出信號(hào)波形處理都由FADEC完成。設(shè)計(jì)開發(fā)出一款高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器是當(dāng)前我國(guó)航空業(yè)最迫切的需求。如何高效安全的測(cè)試FADEC控制器成為開發(fā)過程中一個(gè)亟待解決的技術(shù)難點(diǎn)：
• 測(cè)試過程的安全性。實(shí)際的航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要運(yùn)行在高溫、高壓、高負(fù)荷的苛刻環(huán)境下，在開發(fā)的初期，如果采用一個(gè)不成熟的控制器進(jìn)行臺(tái)架實(shí)物實(shí)驗(yàn)，必然會(huì)帶來各種安全風(fēng)險(xiǎn)；
• 測(cè)試的完備性。臺(tái)架、實(shí)物測(cè)試對(duì)某些極限故障工況無(wú)法模擬；
• 測(cè)試開發(fā)時(shí)間、成本控制。每次臺(tái)架實(shí)物測(cè)試準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)試的經(jīng)濟(jì)、人力成本很高，需提高測(cè)試效率，降低測(cè)試成本。
解決方案
航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制其開發(fā)測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制其開發(fā)測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)由多個(gè)系統(tǒng)組成。
• 上位機(jī)兼開發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)，用于系統(tǒng)建模，仿真控制
• 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)：HiGale實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，用于運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)調(diào)理系統(tǒng)：用于對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行電平匹配，隔離，即完成信號(hào)的轉(zhuǎn)接和轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化整個(gè)平臺(tái)的電纜網(wǎng)設(shè)計(jì)
• 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(yīng)信號(hào)的多樣性和復(fù)雜性，對(duì)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一管理
• 電源模擬系統(tǒng)：用于飛機(jī)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(dòng)機(jī)二維和三維展示，飛機(jī)視景仿真等
• 測(cè)試綜合管理系統(tǒng)：統(tǒng)一管理個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試執(zhí)行，及自動(dòng)完成測(cè)試結(jié)果分析、報(bào)告生成
航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)是由一系列軟件工具和硬件設(shè)備組成的一體化實(shí)時(shí)仿真和測(cè)試平臺(tái)，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)提供了完整的工具鏈。該平臺(tái)具備對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制系統(tǒng)的硬件閉環(huán)仿真測(cè)試，試驗(yàn)器上傳感器信號(hào)的采集、控制系統(tǒng)所需要關(guān)鍵傳感器信號(hào)的仿真、控制系統(tǒng)故障注入以及發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字建模環(huán)境等功能。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)是由一系列軟件工具和硬件設(shè)備組成的一體化實(shí)時(shí)仿真和測(cè)試平臺(tái)，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制器開發(fā)測(cè)試平臺(tái)提供了完整的工具鏈。該平臺(tái)具備對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC控制系統(tǒng)的硬件閉環(huán)仿真測(cè)試，試驗(yàn)器上傳感器信號(hào)的采集、控制系統(tǒng)所需要關(guān)鍵傳感器信號(hào)的仿真、控制系統(tǒng)故障注入以及發(fā)動(dòng)機(jī)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(tái)架試驗(yàn)，但卻可以大大減少和縮短臺(tái)架試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間，并具備以下的優(yōu)勢(shì)：
• 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(cè)試過程安全性問題；
• 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)可以全面模擬各種在實(shí)際工作過程中不容易出現(xiàn)的故障和極限工況，對(duì)控制系統(tǒng)的測(cè)試更加的全面；
• 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的購(gòu)買和測(cè)試使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用臺(tái)架實(shí)物測(cè)試的投資和耗費(fèi)，降低客戶在開發(fā)成本方面的風(fēng)險(xiǎn)。
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