一种飞机交流发电机控制器自动检测系统与检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交流发电机控制器的故障检测装置及检测方法，尤其涉及一种可 于地面上实现故障定位的、适用于飞机交流发电机控制器的高效自动检测系统。
【背景技术】
[0002] 飞机的发电机控制器(Generator Control Unit，简称GCU)是交流发电机的控制 保护装置，是实现电源正常供电、保证电源提供高品质电能的重要环节，用来保证发电机正 常可靠工作。鉴于发电机控制器在飞机上如此重要的作用，必须定期对其进行检测维护，做 到故障的及时发现和及时处理，才能保证发电机控制器的正常工作，进而保证飞机上用电 设备对发电机的供电要求。
[0003] 在发电机控制器检测的长期实践中，老设备逐渐暴露了传统仪器的缺点：检测设 备笨重、工作效率低、检测效率低等。由此，本领域亟需一种利用计算机系统的强大功能，结 合相应的硬件，基于LabVIEW的飞机交流发电机控制器自动检测系统。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中结构上的不足，本发明提供一种飞机交流发电机控制器自动检测 系统，代替人来完成大量的工作，无需再手动调节各种电压源、信号源、配置各种接口以及 记录繁杂数据，有着高效率、高精度的优点。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种飞机交流发电机控制器自动检测 系统，其包括:发电机控制器、第一程控电源、第二程控电源、电阻网络、测控计算机、发电机 接触器、信号调理板、数据采集卡、数字输出卡以及28V直流电源;其中，所述第一程控电源 为40V、800Hz，模拟永磁机，直接连接所述发电机控制器的输入端；所述第二程控电源为 115V、400Hz，模拟主发电机，所述电阻网络模拟电流互感器副边，所述第二程控电源直接连 接所述发电机控制器的输入端，同时亦通过所述电阻网络连接至所述发电机控制器的输入 端;所述第一程控电源和所述第二程控电源皆连接至所述测控计算机;所述发电机接触器 连接至所述发电机控制器的输出端，同时亦与所述信号调理板相连接，而所述信号调理板 亦直接连接至所述发电机控制器的输出端以接收开关量;所述第一程控电源和所述第二程 控电源皆连接至所述信号调理板;所述信号调理板通过所述数据采集卡将数据发送给所述 测控计算机。
[0006] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0007] 优选地，所述测控计算机通过所述数字输出卡将开关量发送给所述发电机控制 器。
[0008] 优选地，所述28V直流电源直接连接所述发电机控制器以提供电力。
[0009] 本发明还提供一种飞机交流发电机控制器自动检测方法，其使用上述的飞机交流 发电机控制器自动检测系统。
[0010] 优选地，对发电机控制器进行故障检测，首先模拟飞机的供电系统在运行过程中 的正常运行信号和故障信号，然后将所述正常运行信号和所述故障信号按照所述发电机控 制器的输入口信号标准输入所述发电机控制器，进而对所述发电机控制器的输出口信号进 行检测。
[0011]所述故障信号包括:过/欠压、过/欠频、差动电流保护、过流、不平衡的相电流、相 序模拟信号和电压调节器失效、短路的旋转二极管、欠速数字信号;其中，所述过/欠压信号 由信号源输出不同范围的电压来模拟，所述过/欠频信号通过改变信号源输出的频率来模 拟。
[0012]优选地，所述检测时电流模拟技术采用缩小还原技术，将电流信号按比例缩小，再 由软件还原显示，其中，数据的转换完全由软件完成。
[0013]优选地，通过所述数据采集卡采集所述第一程控电源和所述第二程控电源的输 出，把对所述第一程控电源和所述第二程控电源的开环调节变成闭环调节，并自动生成检 测报告，以控制并校正所述第一程控电源和所述第二程控电源。
[0014]优选地，采用数字滤波与线性拟合相结合的过零点检测法，用[71山]来表示采样 点，设过零点附近的线性曲线为：
[0015] f (t) =at+b
[0016] 采用12点进行线性拟合，根据最小二乘法得到下面的公式：
[0018] 确定出线性曲线f(t)=at+b的两个参数a和b的数值，进而确定出正弦信号的实际 过零点位置。
[0019] 本发明的有益效果是：自动检测系统的检测设备采用计算机控制，对检测结果进 行自动判断;检测过程可以人工干预或自动运行，提高了检测的可信度，减少人工检测的失 误带来的影响。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的飞机交流发电机控制器自动检测系统的结构示意图；
[0021 ]在图1中，各标号所表示的部件名称列表如下：
[0022] 1 发电机控制器
[0023] 21 第一程控电源
[0024] 22 第二程控电源
[0025] 3 电阻网络
[0026] 4 测控计算机
[0027] 5 发电机接触器
[0028] 6 信号调理板
[0029] 7 数据采集卡
[0030] 8 数字输出卡
[0031 ] 9 28V直流电源
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0033] 本发明的飞机交流发电机控制器自动检测系统首先模拟发电系统在运行过程中 所有可能出现的正常运行信号以及故障信号，然后再将这些信号按照调压器的输入口信号 标准输入，进而对输出口信号进行检测。
[0034]请参照图1所示，其为本发明的飞机交流发电机控制器自动检测系统的结构示意 图。所述检测系统包括:发电机控制器1、第一程控电源21、第二程控电源22、电阻网络3、测 控计算机4、发电机接触器5、信号调理板6、数据采集卡7、数字输出卡8以及28V直流电源9; 其中，
[0035]所述第一程控电源21设为40V、800Hz，模拟永磁机，直接连接所述发电机控制器1 的输入端;所述第二程控电源22设为115V、400Hz，模拟主发电机，所述电阻网络3模拟电流 互感器副边，所述第二程控电源22直接连接所述发电机控制器1的输入端，同时亦通过所述 电阻网络3连接至所述发电机控制器1的输入端;所述第一程控电源21和所述第二程控电源 22皆连接至所述测控计算机4;
[0036] 所述发电机接触器5连接至所述发电机控制器1的输出端，同时亦与所述信号调理 板6相连接，而所述信号调理板6亦直接连接至所述发电机控制器1的输出端以接收开关量； 所述第一程控电源21和所述第二程控电源22皆连接至所述信号调理板6;所述信号调理板6 通过所述数据采集卡7将数据发送给所述测控计算机4;
[0037] 此外，所述测控计算机4通过所述数字输出卡8将开关量发送给所述发电机控制器 1;所述28V直流电源9直接连接所述发电机控制器1以提供电力。
[0038] 由此，本发明的飞机交流发电机控制器自动检测系统摒弃了传统的检测设备设计 方法，采用了虚拟仪器技术。它将仪器的三大功能块放到计算机上来实现，在计算机总线上 插PCI数据采集卡，利用软件在屏幕上生成检测仪器面板，用软件来进行信号的分析与处 理，以图表等形式输出检测结果。本检测系统具有如下优点：
[0039] (1)具有良好的便携性
[0040]相比传统的发电机控制器检测的物理平台（具有大功率的电源系统拖动试验台和 阻感性负载箱），本系统具有更好的便携性。
[0041 ] (2)可检测调压器的动态性能
[0042]有调压器时的正常电压瞬态变化时间在0.1秒左右，使用传统的检测平台无法对 发电机电压动态变化进行描述。本系统采用高速数据采集卡，能实时采集电压瞬态变化的 数据，以此评价调压器的动态性能，并以图表的形式显示。
[0043] (3)具有较高的性价比
[0044]采用基于虚拟仪器技术的飞机发电机电压调节器动态性能检测方案，突破了控制 器调压性能检测在硬件条件、检测成本等方面的限制，拓宽了飞机调压器性能检测方法的 深度及广度，具有较大的经济价值。
[0045] (4)系统为自动/手动控制方式
[0046]当采用自动方式时，无需人工干预，大大节省了人力和有效提高了检测效率。
[0047] 本发明的飞机交流发电机控制器自动检测系统是用来对交流发电机控制器进行 地面检测的自动检测系统。应用发电机控制器自动检测系统，对发电机控制器进行质量和 功能的全面检测，可以满足航空维修的需要。它用于全面检测发电机控制器各项功能、检测 故障类型并指导工程师进行维护修理，以保障生命安全和保证飞行可靠性。
[0048] 本发明的飞机交流