Accexp航空發動機FADEC控制器開發測試平臺
2021-08-26
當前航空發動機控制器的主流模式是采用全權電子控制器（Full Authority Digital Electronic Controller，FADEC）。航空發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。設計開發出一款高性能航空發動機FADEC控制器是當前我國航空業最迫切的需求。如何高效安全的測試FADEC控制器成為開發過程中一個亟待解決的技術難點：
• 測試過程的安全性。實際的航空發動機需要運行在高溫、高壓、高負荷的苛刻環境下，在開發的初期，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；
• 測試開發時間、成本控制。每次臺架實物測試準備時間長，測試的經濟、人力成本很高，需提高測試效率，降低測試成本。
解決方案
航空發動機FADEC控制其開發測試平臺系統結構如下圖所示：
航空發動機FADEC控制其開發測試平臺系統結構如下圖所示：
航空發動機FADEC控制器開發測試平臺由多個系統組成。
• 上位機兼開發平臺系統，用于系統建模，仿真控制
• 實時仿真系統：HiGale實時仿真系統，用于運行發動機模型，包括仿真各類傳感器、執行器的I/O板卡，總線板卡等
• 信號調理系統：用于對輸入輸出信號進行電平匹配，隔離，即完成信號的轉接和轉換，簡化整個平臺的電纜網設計
• 故障注入系統：模擬各類傳感器、執行器、總線故障
• 接線連接系統：適應信號的多樣性和復雜性，對信號進行統一管理
• 電源模擬系統：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：包括發動機二維和三維展示，飛機視景仿真等
• 測試綜合管理系統：統一管理個系統的測試執行，及自動完成測試結果分析、報告生成
航空發動機FADEC控制器開發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，為航空發動機FADEC控制器開發測試平臺提供了完整的工具鏈。該平臺具備對航空發動機FADEC控制系統的硬件閉環仿真測試，試驗器上傳感器信號的采集、控制系統所需要關鍵傳感器信號的仿真、控制系統故障注入以及發動機數字建模環境等功能。
航空發動機FADEC控制器開發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，為航空發動機FADEC控制器開發測試平臺提供了完整的工具鏈。該平臺具備對航空發動機FADEC控制系統的硬件閉環仿真測試，試驗器上傳感器信號的采集、控制系統所需要關鍵傳感器信號的仿真、控制系統故障注入以及發動機數字建模環境等功能。
雖然采用該技術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和時間，并具備以下的優勢：
• 避免由于控制系統開發初期軟硬件的缺陷而帶來的測試過程安全性問題；
• 實時仿真系統可以全面模擬各種在實際工作過程中不容易出現的故障和極限工況，對控制系統的測試更加的全面；
• 實時仿真系統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，降低客戶在開發成本方面的風險。
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