航空发动机通用仿真器的制造方法_3

文档序号:8380340阅读:来源:国知局
位工控机3建立TCP/IP通讯连接,实时传递相关数据,同时由显示控制台2实时显示上位工控机3中仿真及测控软件9生成的相关测试数据。
[0043]直流稳压电源5通过信号适配单元4给被测发动机控制器33和信号适配单元4内适配单元电路11提供工作电源。
[0044]上位工控机3通过以太网络连接访问仿真测控计算机7,通过仿真及测控软件9对整个PXI总线系统上的硬件资源进行集中管理和控制。
[0045]适配单元电路11包括故障注入控制线17控制的故障注入配置端子12、数字输入/输出通道限流和反压保护电路13、电源分配开关14、激励信号调理端子15、采集信号调理端子16,测试仪器电气接口 21和测试信号电气接口 23,通过测试信号电气接口 23集成的通用电连接器24,把信号适配单元4与被测发动机控制器33连接;通过测试仪器电气接口21集成的标准电连接器24,把信号适配单元4与仪器扩展机箱6、组合仪器机箱8连接;实现各仪器硬件模块与被测发动机控制器进行交联的所有电气信号的前端调理、集中分配、转接和故障注入功能。
[0046]组合仪器机箱8采用嵌入式控制器插槽(零槽)的标准PXI总线扩展机箱,该机箱插槽采用PXI总线标准的针式连接方式;仿真测控计算机7采用带实时操作系统的嵌入式计算机(零槽控制器),安装于组合仪器机箱8零槽内,通过PXI总线控制机箱其余插槽上的硬件资源;机箱其余插槽,则根据测试任务要求相应配置各种PXI总线卡式仪器资源,完成信号采集和信号激励功能。
[0047]机柜I采用可移动式机柜集成所有硬件资源的模块化结构设计,保证整个系统工作稳定性的同时兼顾了发动机综合仿真试验的不同环境需求;利用这些资源,可根据被测发动机控制器33的测试需求灵活分配,通过信号适配单元4的分配连接,构成不同型号控制器的测试系统,实现测试平台的通用性功能。
[0048]适配单元机箱10为定制的标准工业机箱上架安装结构设计,便于可移动式机柜集成。
[0049]仪器扩展机箱6为备用PXI扩展机箱,用于根据测试需求扩展相应PXI总线仪器板卡,该机箱通过一块PXI总线扩展卡与组合仪器机箱8连接,并受仿真测控计算机7控制。
[0050]机柜I为带系统散热及加温环控装置的减震移动式机柜,该机柜内置工业标准仪器安装机架,可以将上述各硬件单元全部集成,便于运输及适应外场环境条件下工作。
[0051]由于被测发动机控制器33端接口各异,信号适配单元4与被测发动机控制器33的连接既要实现连接的防差错功能,又要实现信号通道的自然分配,所以根据各种信号的电气特性和连接要求,信号适配单元接口设计为将组合仪器机箱8及仪器扩展机箱6上所有硬件模块的输入输出通道与测试仪器电气接口 21上集成的带相应连接标识的标准电连接器22连接,并通过信号适配单元电路11的激励信号调理端子15和故障注入配置端子12进行前端处理和故障分配,最后通过测试信号电气接口 23上集成的通用电连接器24送入被测发动机控制器33,既完成了硬件回路故障注入,也保证硬件通道资源的合理分配以及连接的正确性,同时,只需更换信号适配单元4连接至发动机控制器33的专用测试电缆31,即可完成多种型号发动机控制器测试系统电气连接的快速重构,实现通用性。
[0052]根据控制系统不同仿真试验构型,测试一般采用以下两种方式:一种是系统闭环测试方式;另一种是开环测试方式。闭环测试:主要用于外场及铁鸟台的飞机飞行控制系统和发动机控制系统的大闭环综合测试,以及发动机控制系统半物理仿真试验(含硬件再回路测试),针对的是控制系统(含控制软件)工作时的功能性、逻辑性、协调性以及控制律验证,对仿真器的实时性要求很高。测试时信号适配单元通过专用测试电缆31连接发动机控制器33,仪器扩展机箱6、组合仪器机箱8通过测试仪器电气接口 21与信号适配单元4相连,按照测试流程由信号适配单元4将仪器扩展机箱6、组合仪器机箱8上各硬件模块输出的激励信号进行转换、调理成相应的测试信号并完成相应故障注入,通过测试信号电气接口 23传送给发动机控制器33,同时采集发动机控制器33的输出信号,经模数转换成工程数据后,通过仿真及测控软件9反馈回发动机模型响应,完成闭环测试。开环测试:主要用于控制器硬件性能检测和故障诊断,测试时不运行发动机模型,由发动机仿真器硬件单独给控制器激励信号。
[0053]实施例
[0054]为满足未来多型号、多任务的发动机控制系统仿真测试功能扩展需求,用于安装PXI板卡的组合仪器机箱8选用NI公司3U 18槽PX1-1045多功能机箱;仿真测控计算机7选用NI公司PX1-8109RT高性能2.66GHz双核PXI嵌入式实时控制器(配装实时操作系统),安装于PX1-1045机箱零槽内,相比传统外置式计算机通过MX1-PXI控制卡连接PXI机箱的方式集成度高,系统实时性大大提高,也便于按设备状态来管理仿真测控计算机7。为实现本地显示及用户交互式配置测试流程,上位工控机3选配了 I台研华IPC-610H工控机,一台IU机架抽屉式IXD显示器(17英寸高亮度TFT IXD屏)带组合键盘、触控鼠标的KVM170—体化显示控制台,用于操作控制、界面显示和数据处理。为给仿真器、控制器、油门电机、油门控制器等系统工作附件提供直流27V工作电源,直流稳压电源5配置一台3U机架式2路OV?30V/5A电压可调或可编程直流稳压电源,由信号适配单元机箱10进行电源分配。
[0055]为模拟发动机传感器信号通路上的物理故障(短路、开路),选用NI公司68通道、2A故障注入单元(FIU)模块PX1-2510,该模块适合硬件在环(HIL)应用和电子可靠性测试,用来仿真信号开路,管脚间短路(pin-to-pin),对电源短路,对地短路故障。通过编程设计,可自动完成对发动机控制器33覆盖式故障注入检测,该模块安装于PX1-1045机箱,该机箱其余插槽分别安装以下PXI总线板卡仪器:8通道PX1-6733频率量输出模块,用于O?40V/0?10Hz正弦波和方波信号输出,主要模拟转速传感器;16通道PX1-6704直流电压输出模块,O?1V直流输出,用于模拟热电偶温度信号;8通道PICKERING热电阻输出模块,O?300Ω带激励5mA,用于模拟燃油、滑油温度等热电阻(RTD)特性输出信号;8通道PX1-6624脉冲电压输入/输出模块,0?1V脉冲方波输出,用于模拟管路流道压力(滑油、燃油压力)信号;8通道PX1-6230直流电压采集模块,用于采集油门杆角度反馈信号;32通道PX1-6514数字输入/输出模块,用于米集控制器负载驱动电气输出信号。以上板卡的通道输出均可以通过编程控制,完成诸如多种信号噪声加入、失真、漂移等发动机控制器所需传感器动态性能仿真的故障注入。
[0056]由图4可知,所述发动机仿真器进行发动机控制系统闭环测试时,各组成部分的连接关系,其中虚线框表示所述发动机仿真器的系统组成,飞行管理计算机32通过以太网连接仿真器上位工控机3,上位工控机3通过以太网连接仿真测控计算机7,采用TCP/IP通讯协议交换数据,并实时显示在一体化显示控制台2的显示器上。仿真测控计算机7通过背板PXI数据总线控制仪器扩展机箱6和组合仪器机箱8上的所有PXI总线仪器模块的硬件通道以及数据传送。所有硬件通道通过标准电连接器22连接至信号适配单元4内部各自工业端口激励信号调理端子15和采集信号调理端子16,通过专用测试电缆31采集发动机控制器33及发动机油门控制器34的输出,或输出激励信号给发动机控制器33。直流稳压工作电源5通过信号适配单元4电源分配开关14的分配控制,可以给发动机控制器33以及发动机油门电机35提供27V稳压工作电源。
[0057]进行发动机控制系
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