一种用于航空活塞发动机增压控制器的测试系统的制作方法

本发明属于航空活塞发动机测试研究领域，尤其涉及一种用于航空活塞发动机增压控制器的测试系统。

背景技术：

涡轮增压技术用于航空活塞发动机，可以提升发动机的动力性，降低排放，适应高原稀薄空气条件。涡轮增压控制器的研制、测试成为活塞航空发动机研制中的关键技术。

增压控制系统是增压技术中的核心和难点，目前增压控制器的测试主要采用与发动机联合调试的方法，由安装在发动机上的传感器为增压控制器输出信号激励，然而此种测试方法准备时间长、成本高、测试场所要求高、测试不灵活，为了克服这些不足，本方法结合实际使用需求，采用模块化设计方法，模块之间通过标准接口连接，为增压控制器输出各类测试激励信号。并保证开发的测试系统具有安全性、有效性、可靠性，对应的软件控制精准、用户界面友好。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于航空活塞发动机增压控制器的测试系统。可以根据发动机各种运行工况对增压控制器输出多种激励信号，实现对发动机增压控制器的精确测试。

技术方案

一种用于航空活塞发动机增压控制器的测试系统，其特征在于包括测控计算机、linux实时处理器、fpga处理器、温度信号模拟单元、压力信号模拟单元、转速信号模拟单元、节气门位置信号模拟单元、信号调理单元和伺服电机位置采集单元；测控计算机通过tcp/ip协议控制linux实时处理器，当linux实时处理器接收到测控计算机的指令后驱动fpga处理器，fpga处理器驱动压力信号模拟单元、转速信号模拟单元、节气门开度信号模拟单元输出相对应的压力信号模拟信号、转速模拟信号、节气门开度信号，其中压力信号模拟信号和节气门开度信号直接输出到航空活塞发动机增压控制器，转速模拟信号经信号调理单元放大后再输出到航空活塞发动机增压控制器，linux实时处理器通过can通讯协议控制温度模拟单元输出温度模拟信号到航空活塞发动机增压控制器；伺服电机位置采集单元将采集到的伺服电机位置信号发送至fpga处理器，fpga处理器对伺服电机位置信号进行滤波处理后发送至测控计算机。

还包括电源输出模块，可提供3路12v/2a电源输出至航空活塞发动机增压控制器。

有益效果

本发明提出的一种用于航空活塞发动机增压控制器的测试系统，根据发动机各种运行工况对增压控制器输出多种激励信号，实现对发动机增压控制器的精确测试。本发明功能齐全，能够输出多种激励信号，输出信号精度高。支持手动、时序文件输出，多种信号回测。本发明具有系统自检功能，具有安全性、可靠性。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

其中：1-测控计算机、2-linux实时处理器、3-fpga处理器、4-伺服电机位置采集单元、5-伺服电机、6-节气门位置信号模拟单元、7-发动机增压控制器、8-压力信号模拟单元、9-信号调理单元、10-转速信号模拟单元、11-温度信号模拟单元。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明设计了一种用于航空活塞发动机增压器的测试系统，包括测控计算机、linux实时处理器、fpga处理器、温度信号模拟单元、压力信号模拟单元、转速信号模拟单元、节气门开度信号模拟单元、信号调理单元和伺服电机位置采集单元。测控计算机运行人机交互程序，通过tcp/ip协议控制linux实时系统，当linux实时系统接收到测控计算机的指令后，驱动fpga处理器进行数字信号输入，fpga处理器驱动压力信号模拟单元、转速信号模拟单元、节气门开度信号模拟单元进行模拟信号输出。同时linux实时系统驱动温度信号模拟单元输出模拟信号。伺服电机位置采集单元将采集到的信号发送至fpga处理器，fpga对信号进行滤波处理后发送至测控计算机。

fpga处理器驱动转速信号模拟单元，转速模拟单元输出的脉冲信号经过信号调理单元调理之后输出给增压控制器。转速模拟信号经回测后实时计算当前频率和幅值，发送给linux实时系统，并上传至测控计算机。具体为：转速模拟信号为脉冲信号，linux实时系统将测控计算机发出的转速数字信号发送给fpga处理器，fpga处理器进行模数转化后通过转速信号模拟单元将转速模拟信号发送给调理电路，调理电路将信号放大10倍后输出，同时系统采集转速信号，传输给linux实时系统，最后由linux实时系统上传至测控计算机。

fpga处理器驱动压力信号模拟单元、节气门位置信号模拟单元，模拟信号为电压值，模拟信号直接输出给增压控制器。系统通过两路模拟信号输入来回测模拟输出的电压信号，回测的电压信号发送给linux实时系统，并上传至测控计算机。具体为：压力信号模拟单元、节气门开度信号模拟单元输出为电压信号，此电压信号无需调理，由fpga处理器的模拟信号输出端口输出，输出信号经回测后发送给linux实时系统，最后由linux实时系统上传至测控计算机。

linux实时系统通过can通讯协议驱动温度信号模拟单元，温度模拟信号为电阻值，温度模拟单元接收指令后修改需输出的电阻值，输出给增压控制器，电阻的输出为无源，通过软件指令的方式回测电阻值，发送给linux实时系统，并上传至测控计算机。

伺服电机位置采集单元采集伺服电机输出轴的角度和方向，将信号发送给fpga处理器，fpga对采集的数据进行滤波处理，然后发送给linux实时系统，并上传至测控计算机。

作为本发明的优化方案，模拟信号输入模块对模拟信号输出模块的输出进行回测，将回测数据发送至测控计算机，验证输出信号的准确性。

作为本发明的优化方案，测试系统支持手动和时序文件两种输出方式。

作为本发明的优化方案，用于航空活塞发动机增压器的测试系统包括自检盒，连接测试系统与自检盒，运行测试程序，可以进行系统自检。具体为可使用高精度的万用表和示波器通过自检盒进行测试系统自检。

作为本发明的优化方案，测试系统具有电源输出模块，可提供3路12v/2a电源输出。

一种用于航空活塞发动机增压控制器测试方法，包括如下步骤：

1)人机交互界面运行在测控计算机上，设置系统参数，选择“手动输入”模式或者“时序文件输入”模式；测控计算机通过tcp/ip协议为linux实时系统发送指令并进行数据分析和文件存储；

2)linux实时系统接收测控计算机的指令，驱动fpga实时处理器和温度信号模拟单元；

3)fpga实时处理器驱动压力信号模拟单元、转速信号模拟单元、节气门开度信号模拟单元输出模拟信号；

4)信号调理单元对转速信号进行调理之后输出至发动机增压控制器；

5)回测输出信号，并将回测的信号发送至测控计算机；

6)增压控制器接收测试系统发出的模拟信号，驱动伺服电机运转，伺服电机位置采集单元采集伺服电机输出轴的角度位移和方向，fpga实时处理器对采集到的信号进行滤波处理后发送至测控计算机；

7)对比测试系统回测值与增压控制器采集值，验证增压控制器的信号采集模块的精度。