航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制的電子控制器，用于仿真發(fā)動(dòng)機(jī)行為的實(shí)時(shí)仿真裝置，用于執(zhí)行信號(hào)的調(diào)理和采集的信號(hào)調(diào)理和采集裝置，以及用于執(zhí)行故障注入的故障注入裝置，該信號(hào)調(diào)理和采集裝置耦接至該實(shí)時(shí)仿真裝置，該故障注入裝置分別通過(guò)硬接線(xiàn)與該信號(hào)調(diào)理和采集裝置、和該電子控制器連接，其中，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)還包括：ARINC總線(xiàn)板卡和以太網(wǎng)板卡，該故障注入裝置通過(guò)該ARINC總線(xiàn)板卡與該實(shí)時(shí)仿真裝置連接，并通過(guò)該以太網(wǎng)板卡與該實(shí)時(shí)仿真裝置連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)，尤其涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程極其復(fù)雜，代表了現(xiàn)代制造工業(yè)的最高水平?，F(xiàn)代民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)為全權(quán)限數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制(FADEC)，包括了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油控制、健康管理、起動(dòng)與點(diǎn)火，以及反推系統(tǒng)，是一個(gè)極為復(fù)雜、交聯(lián)耦合程度很高的系統(tǒng)，涉及總體氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電子電氣、機(jī)械液壓、燃油滑油、引氣，以及機(jī)載軟件與總線(xiàn)通訊等多個(gè)學(xué)科與工程的領(lǐng)域。目前，在國(guó)內(nèi)也是首次研制具備適航能力的大型客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。對(duì)國(guó)內(nèi)而言，這也是一項(xiàng)長(zhǎng)期技術(shù)研發(fā)的挑戰(zhàn)。
[0003]根據(jù)復(fù)雜機(jī)載系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程(SAE ARP4754A)和適航驗(yàn)證(CCAR33.28)的要求，民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的集成與適航驗(yàn)證，是一項(xiàng)工作量極大、內(nèi)容極為復(fù)雜、系統(tǒng)交聯(lián)耦合程度很高的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的系統(tǒng)硬件在回路驗(yàn)證系統(tǒng)，可以在某些工程領(lǐng)域，如電動(dòng)汽車(chē)等，通過(guò)構(gòu)建硬件在回路平臺(tái)可以完成系統(tǒng)集成驗(yàn)證。但是，面對(duì)如此龐大復(fù)雜、高耦合程度、高可靠性與安全性、并涉及多學(xué)科領(lǐng)域的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的硬件在回路驗(yàn)證平臺(tái)存在諸多不足。
[0004]圖1是示出了傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)的伺服控制回路。傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)中，電子控制器根據(jù)控制目標(biāo)，發(fā)出伺服電流信號(hào)以控制作動(dòng)器的位置，通過(guò)電纜、電流信號(hào)采集裝置等，采集到仿真裝置中進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)仿真運(yùn)算，以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)行為，例如計(jì)算或仿真出發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)傳感器的感測(cè)信號(hào)，例如位移感測(cè)信號(hào)，通過(guò)位移信號(hào)調(diào)理模塊，反饋給電子控制器，從而形成一個(gè)伺服閉環(huán)控制回路。
[0005]首先，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的伺服電流信號(hào)、控制位移信號(hào)為數(shù)眾多，因此，電子控制器的故障注入信號(hào)也是為數(shù)眾多，并且通過(guò)故障注入裝置在每一路的信號(hào)電纜上注入故障信號(hào)，從而只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)故障的注入。采用該傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)，故障注入裝置無(wú)法較好的進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真裝置、信號(hào)調(diào)理裝置、故障注入裝置等多個(gè)試驗(yàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)伺服電流信號(hào)、控制位移信號(hào)與電源等多種組合故障
[0006]其次，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的伺服電流信號(hào)、控制位移信號(hào)、油門(mén)臺(tái)控制信號(hào)多達(dá)數(shù)十路。每路信號(hào)均采用了電纜硬線(xiàn)進(jìn)行連接。若試驗(yàn)系統(tǒng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)電纜松動(dòng)等情況。
[0007]而且，由于不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，所采用的信號(hào)電纜的航插和對(duì)應(yīng)的針腳是不一樣的。因此，傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)采用電纜連接方式，只能適用某一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。若需適用另一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，就需要對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，非常不便。
[0008]因此，本領(lǐng)域需要一種改進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡(jiǎn)要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡(jiǎn)化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制的電子控制器，用于仿真發(fā)動(dòng)機(jī)行為的實(shí)時(shí)仿真裝置，用于執(zhí)行信號(hào)的調(diào)理和采集的信號(hào)調(diào)理和采集裝置，以及用于執(zhí)行故障注入的故障注入裝置，該信號(hào)調(diào)理和采集裝置耦接至該實(shí)時(shí)仿真裝置，該故障注入裝置分別通過(guò)硬接線(xiàn)與該信號(hào)調(diào)理和采集裝置、和該電子控制器連接，其中，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)還包括:ARINC總線(xiàn)板卡和以太網(wǎng)板卡，該故障注入裝置通過(guò)該ARINC總線(xiàn)板卡與該實(shí)時(shí)仿真裝置連接，并通過(guò)該以太網(wǎng)板卡與該實(shí)時(shí)仿真裝置連接。
[0011]在一實(shí)例中，該故障注入裝置包括用于收發(fā)ARINC總線(xiàn)信號(hào)的第一 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器；該實(shí)時(shí)仿真裝置包括用于收發(fā)ARINC總線(xiàn)信號(hào)的第二 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器，該ARINC總線(xiàn)板卡分別與該故障注入裝置的該第一 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器和該實(shí)時(shí)仿真裝置的該第二ARINC總線(xiàn)收發(fā)器連接。
[0012]在一實(shí)例中，該故障注入裝置包括用于收發(fā)以太網(wǎng)信號(hào)的第一以太網(wǎng)收發(fā)器；該實(shí)時(shí)仿真裝置包括用于收發(fā)以太網(wǎng)信號(hào)的第二以太網(wǎng)收發(fā)器，該以太網(wǎng)板卡分別與該故障注入裝置的該第一以太網(wǎng)收發(fā)器和該實(shí)時(shí)仿真裝置的該第二以太網(wǎng)收發(fā)器連接。
[0013]在一實(shí)例中，該信號(hào)調(diào)理和采集裝置耦接至該實(shí)時(shí)仿真裝置進(jìn)一步包括:該信號(hào)調(diào)理和采集裝置與該實(shí)時(shí)仿真裝置之間通過(guò)總線(xiàn)連接。
[0014]在一實(shí)例中，該信號(hào)調(diào)理和采集裝置包括信號(hào)調(diào)理裝置和信號(hào)采集裝置，該信號(hào)調(diào)理裝置包括第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器和第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器；該實(shí)時(shí)仿真裝置包括第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器和第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器；該信號(hào)調(diào)理裝置的該第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器通過(guò)總線(xiàn)與該實(shí)時(shí)仿真裝置的該第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器連接，以及該信號(hào)采集裝置的該第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器通過(guò)總線(xiàn)與該實(shí)時(shí)仿真裝置的該第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器連接。
[0015]在一實(shí)例中，該第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0016]在一實(shí)例中，該信號(hào)調(diào)理裝置包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0017]在一實(shí)例中，該信號(hào)調(diào)理包括各自具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器的溫度信號(hào)調(diào)理裝置、壓力信號(hào)調(diào)理裝置、頻率信號(hào)調(diào)理裝置中的至少一者。
[0018]在一實(shí)例中，該信號(hào)調(diào)理裝置包括開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理裝置、開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)采集裝置中的至少一者。
[0019]在一實(shí)例中，該實(shí)時(shí)仿真裝置通過(guò)該ARINC總線(xiàn)板卡向該故障注入裝置發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，并通過(guò)該以太網(wǎng)板卡向該故障注入裝置發(fā)出故障注入指令，該故障注入裝置根據(jù)該故障注入指令對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行故障注入。
[0020]在一實(shí)例中，該實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本實(shí)時(shí)發(fā)出該發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和該故障注入指令。
[0021 ] 在一實(shí)例中，該電子控制器與該故障注入裝置還通過(guò)總線(xiàn)連接。
[0022]在一實(shí)例中，該實(shí)時(shí)仿真裝置通過(guò)該ARINC總線(xiàn)板卡從該電子控制器獲得由該電子控制器算出的控制信號(hào)，基于該控制信號(hào)與自身采集的感測(cè)信號(hào)執(zhí)行信號(hào)同步，并在該信號(hào)同步后根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本發(fā)出該發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和該故障注入指令。
[0023]在一實(shí)例中，該控制信號(hào)包括位移控制信號(hào)，該感測(cè)信號(hào)包括位移感測(cè)信號(hào)。
[0024]在一實(shí)例中，該控制信號(hào)還包括轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，該感測(cè)信號(hào)包括轉(zhuǎn)速頻率感測(cè)信號(hào)。
[0025]通過(guò)本實(shí)用新型的一方面，通過(guò)由ARINC總線(xiàn)板卡和以太網(wǎng)板卡促成的實(shí)時(shí)仿真裝置與故障注入裝置之間的ARINC總線(xiàn)通信和以太網(wǎng)通信，為實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組合系統(tǒng)故障試驗(yàn)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
[0026]通過(guò)本實(shí)用新型的另一方面，實(shí)時(shí)仿真裝置與信號(hào)調(diào)理和采集裝置之間的內(nèi)部總線(xiàn)配置可以大幅度的提高信號(hào)傳輸?shù)乃俾剩罅康販p少系統(tǒng)信號(hào)的電纜，從而提高試驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。而且，可方便、快捷地適用于多種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的不同電纜航插及其針腳，而無(wú)需對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，從而大幅度提高了型號(hào)試驗(yàn)的進(jìn)度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]在結(jié)合以下附圖閱讀本公開(kāi)的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類(lèi)似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。
[0028]圖1是示出了傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)的伺服控制回路的框圖；
[0029]圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一方面航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)的框圖；
[0030]圖3是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)的伺服控制回路的框圖；
[0031]圖4是示出了傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)速控制的框圖；以及
[0032]圖5是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)速控制的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。注意，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例描述的諸方面僅是示例性的，而不應(yīng)被理解為對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。
[0034]圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一方面航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng)200可包括用于仿真發(fā)動(dòng)機(jī)行為的實(shí)時(shí)仿真裝置210。實(shí)時(shí)仿真裝置210可以是運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和支持MATLAB/SMULINK的仿真環(huán)境的高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)。
[0035]實(shí)時(shí)仿真裝置210接收電子控制器240傳來(lái)的控制信號(hào)，實(shí)時(shí)運(yùn)行各種模型，諸如航空發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)數(shù)字模型、位移模型、溫度模型、壓力模型、頻率模型、開(kāi)關(guān)量模型、電流模型、網(wǎng)絡(luò)通訊輸入輸出模型等，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的各個(gè)傳感器的感測(cè)信號(hào)，并將這些感測(cè)信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理和采集裝置220傳送給電子控制器240以作為其進(jìn)一步生成控制信號(hào)的依據(jù)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的，這些實(shí)時(shí)仿真裝置210所運(yùn)行的這些各類(lèi)仿真模型是本領(lǐng)域所公知的。另外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，電子控制器240為民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象。電子控制器240可以完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制、健康管理、起動(dòng)與點(diǎn)火功能。
[0036]具體地，信號(hào)調(diào)理和采集裝置220可包括信號(hào)調(diào)理裝置220a和信號(hào)采集裝置220b。信號(hào)調(diào)理裝置220可對(duì)從實(shí)時(shí)仿真裝置210發(fā)往電子控制器240的感測(cè)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)理，例如信號(hào)放大等。信號(hào)調(diào)理裝置220a可包括執(zhí)行位移感測(cè)信號(hào)調(diào)理的位移信號(hào)調(diào)理裝置223，執(zhí)行溫度感測(cè)信號(hào)調(diào)理的溫度信號(hào)調(diào)理裝置224、執(zhí)行壓力感測(cè)信號(hào)調(diào)理的壓力信號(hào)調(diào)理裝置225和執(zhí)行開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理裝置227。
[0037]信號(hào)采集裝置220b可對(duì)從電子控制器240發(fā)往實(shí)時(shí)仿真裝置210的信號(hào)進(jìn)行采集。信號(hào)采集裝置220b可包括執(zhí)行電流信號(hào)采集的電流信號(hào)采集裝置228、和執(zhí)行開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)采集的開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)采集裝置229。
[0038]為了在測(cè)試中對(duì)實(shí)時(shí)仿真裝置210與電子控制器240之間傳遞的信號(hào)中諸如測(cè)試用的各類(lèi)故障，在信號(hào)調(diào)理和采集裝置220與電子控制器240之間設(shè)有故障注入裝置230用于執(zhí)行故障注入功能。故障注入裝置230可分別通過(guò)硬接線(xiàn)(例如，電纜)與電子控制器240和信號(hào)調(diào)理和采集裝置220連接。
[0039]系統(tǒng)200還包括發(fā)動(dòng)機(jī)操縱器件201、遠(yuǎn)程工作站202、人機(jī)交互與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行及參數(shù)顯示設(shè)備203、電源分配與控制裝置204以及機(jī)載電源模擬裝置205。
[0040]發(fā)動(dòng)機(jī)操縱器件201可由仿真的油門(mén)臺(tái)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制開(kāi)關(guān)組成，模擬完成發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)及狀態(tài)控制功能。
[0041]遠(yuǎn)程工作站202可由工作站終端、顯示器以及配套網(wǎng)線(xiàn)組成，并負(fù)責(zé)運(yùn)行試驗(yàn)管理與控制軟件。根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)書(shū)和試驗(yàn)大綱的內(nèi)容，試驗(yàn)管理軟件可以完成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)在DOORS平臺(tái)中的需求，到硬件在回路試驗(yàn)需求的映射，建立試驗(yàn)的測(cè)試項(xiàng)例，并自動(dòng)生成試驗(yàn)的批處理的測(cè)試腳本。
[0042]人機(jī)交互與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行及參數(shù)顯示設(shè)備203可由工作站終端、顯示器以及配套網(wǎng)線(xiàn)組成，完成發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)及曲線(xiàn)顯示的控制，人工設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)功能，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)及曲線(xiàn)顯示，以及數(shù)據(jù)回放的顯示功能。
[0043]電源分配與控制裝置204可完成系統(tǒng)設(shè)備上電及檢測(cè)、機(jī)載電源模擬的控制功能。機(jī)載電源模擬裝置205可模擬電子控制器240的電源。
[0044]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，信號(hào)調(diào)理和采集裝置220與實(shí)時(shí)仿真裝置210之間通過(guò)總線(xiàn)連接。具體地，如圖2所示，信號(hào)調(diào)理裝置220a可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器221，以及信號(hào)采集裝置220b可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器222。相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置210可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器211和總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器212。信號(hào)調(diào)理裝置220a的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器221可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置210的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器211連接。信號(hào)采集裝置220b的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器222可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置210的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器212連接。
[0045]以此方式，實(shí)時(shí)仿真裝置210與實(shí)時(shí)仿真裝置210之間可通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)來(lái)收發(fā)總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)，而非通過(guò)硬接線(xiàn)來(lái)收發(fā)模擬信號(hào)。
[0046]由于信號(hào)采集裝置220b通過(guò)信號(hào)采集得到的信號(hào)是實(shí)際物理信號(hào)，即模擬信號(hào)，因此，總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器222可包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)。類(lèi)似地，由于信號(hào)調(diào)理裝置220a需要向故障注入裝置230進(jìn)而向電子控制器240傳送的是實(shí)際物理信號(hào)，即模擬信號(hào)，因此，信號(hào)調(diào)理裝置220a可包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(未示出)。在一實(shí)例中，位移信號(hào)調(diào)理裝置223、溫度信號(hào)調(diào)理裝置224、壓力信號(hào)調(diào)理裝置225和開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理裝置227可各自包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0047]注意，雖然圖2中示出信號(hào)調(diào)理裝置220a所包括的位移信號(hào)調(diào)理裝置223、溫度信號(hào)調(diào)理裝置224、壓力信號(hào)調(diào)理裝置225和開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理裝置227共用一個(gè)總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器221，但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，這些調(diào)理裝置也可分別具有各自的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器221。類(lèi)似地，電流信號(hào)采集裝置228和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)采集裝置229也可配置為分別具有各自的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器222。
[0048]相比于傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真裝置與信號(hào)調(diào)理和采集裝置之間通過(guò)硬接線(xiàn)傳送模擬信號(hào)的方式，本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)仿真裝置210與信號(hào)調(diào)理和采集裝置220之間的內(nèi)部總線(xiàn)配置可以大幅度的提高信號(hào)傳輸?shù)乃俾?，大量地減少系統(tǒng)信號(hào)的電纜，從而提高試驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。另一方面，可方便、快捷地適用于多種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的不同電纜航插及其針腳，而無(wú)需對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，從而大幅度提高了型號(hào)試驗(yàn)的進(jìn)度。
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，系統(tǒng)200還可包括ARINC總線(xiàn)板卡250和以太網(wǎng)板卡260。故障注入裝置230可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡250和以太網(wǎng)板卡260與實(shí)時(shí)仿真裝置210連接。在此配置中，電子控制器240還可與故障注入裝置230通過(guò)總線(xiàn)進(jìn)行連接，如雙向箭頭的連接線(xiàn)所示。
[0050]具體地，故障注入裝置230可包括ARINC總線(xiàn)收發(fā)器231，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置210可包括ARINC總線(xiàn)收發(fā)器213。ARINC總線(xiàn)板卡250可分別與故障注入裝置230的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器231和實(shí)時(shí)仿真裝置210的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器213連接。
[0051]故障注入裝置230還可包括以太網(wǎng)收發(fā)器232，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置210還可包括以太網(wǎng)收發(fā)器214。以太網(wǎng)板卡260可分別與故障注入裝置230的以太網(wǎng)收發(fā)器232和實(shí)時(shí)仿真裝置210的以太網(wǎng)收發(fā)器214連接。
[0052]以此方式，可在實(shí)時(shí)仿真裝置210與故障注入裝置之間實(shí)時(shí)地傳送ARINC總線(xiàn)信號(hào)和以太網(wǎng)信號(hào)。較優(yōu)地，實(shí)時(shí)仿真裝置210可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡250向故障注入裝置230發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，并通過(guò)以太網(wǎng)板卡260向故障注入裝置230發(fā)出故障注入指令。故障注入裝置230由此可根據(jù)故障注入指令對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行故障注入。
[0053]相比于傳統(tǒng)的故障注入，在本實(shí)用新型中通過(guò)由ARINC總線(xiàn)板卡250和以太網(wǎng)板卡260促成的實(shí)時(shí)仿真裝置210與故障注入裝置230之間的ARINC總線(xiàn)通信和以太網(wǎng)通信，為實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組合系統(tǒng)故障試驗(yàn)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。此優(yōu)點(diǎn)在下文結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0054]圖3是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)300的伺服控制回路的框圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的圖3的系統(tǒng)300被用于示出伺服控制，因此，系統(tǒng)300的一些部件未在圖3中被全部示出。
[0055]圖3中，電流信號(hào)采集裝置328可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器322，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置310可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器312。電流信號(hào)采集裝置328的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器322可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置310的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器312連接。位移信號(hào)調(diào)理裝置323可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器321，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置310可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器311。位移信號(hào)調(diào)理裝置323的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器321可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置310的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器311連接。總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器322可包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)。位移信號(hào)調(diào)理裝置323可包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(未示出)。
[0056]另一方面，故障注入裝置330可包括以太網(wǎng)收發(fā)器332和ARINC總線(xiàn)收發(fā)器331，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置310可包括以太網(wǎng)收發(fā)器314和ARINC總線(xiàn)收發(fā)器313。以太網(wǎng)板卡360可分別通過(guò)以太網(wǎng)線(xiàn)與故障注入裝置330的以太網(wǎng)收發(fā)器332和實(shí)時(shí)仿真裝置310的以太網(wǎng)收發(fā)器314連接。ARINC總線(xiàn)板卡350可分別通過(guò)ARINC總線(xiàn)與故障注入裝置330的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器331和實(shí)時(shí)仿真裝置310的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器313連接。電子控制器340還可通過(guò)總線(xiàn)與故障注入裝置330連接以進(jìn)行總線(xiàn)連接，如圖3所示的電子控制器340與故障注入裝置330之間的雙向箭頭連接線(xiàn)所示。
[0057]電子控制器340發(fā)出的多路伺服電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)采集裝置328進(jìn)行信號(hào)采集，并通過(guò)其總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器322的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)實(shí)時(shí)的發(fā)送給實(shí)時(shí)仿真裝置310進(jìn)行運(yùn)算。實(shí)時(shí)仿真裝置310通過(guò)其總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器310接收伺服電流的數(shù)字信號(hào)。在實(shí)時(shí)解算出多路位移控制信號(hào)后，由其總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器311將解算出的多路位移控制信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)實(shí)時(shí)地依次傳送給位移信號(hào)調(diào)理裝置323的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器321，位移信號(hào)調(diào)理裝置323在接收到位移控制數(shù)字信號(hào)后轉(zhuǎn)換成控制位移的位移控制模擬信號(hào)，通過(guò)硬接線(xiàn)(例如，信號(hào)電纜)反饋給電子控制器340，從而形成一個(gè)伺服閉環(huán)控制回路。
[0058]相對(duì)于傳統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)，本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用了內(nèi)部總線(xiàn)的連接方式，把實(shí)時(shí)仿真裝置310解算的反動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)為數(shù)眾多的伺服控制位移感測(cè)信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)發(fā)送給位移信號(hào)調(diào)理裝置323 ;同時(shí)，把電流信號(hào)采集裝置328發(fā)出的多達(dá)數(shù)十路的伺服控制電流的數(shù)字量，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)發(fā)送給實(shí)時(shí)仿真裝置310。而且，將油門(mén)臺(tái)301發(fā)出的油門(mén)桿、燃油開(kāi)關(guān)等發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，借助ARINC總線(xiàn)板卡350通過(guò)ARINC總線(xiàn)發(fā)送給電子控制器340。對(duì)于系統(tǒng)信號(hào)眾多的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)而言，可以節(jié)省大量的電纜連接的線(xiàn)束，減少了出現(xiàn)電纜松動(dòng)等情況的幾率，提高了試驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。
[0059]本實(shí)用新型的系統(tǒng)的另一優(yōu)勢(shì)在于，由于不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所采用的信號(hào)電纜的航插和對(duì)應(yīng)的針腳都是不一樣的。如圖3所示，若需適用于另一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，只需按照這一型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的接口控制文件(ICD)調(diào)整內(nèi)部總線(xiàn)以及ARINC總線(xiàn)發(fā)送或接收信號(hào)的先后順序，即可方便、快捷地適用于另一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，而無(wú)需對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，從而大幅度提高了型號(hào)試驗(yàn)的進(jìn)度。
[0060]在該實(shí)施例中，可在實(shí)時(shí)仿真裝置310與故障注入裝置340之間實(shí)時(shí)地傳送ARINC總線(xiàn)信號(hào)和以太網(wǎng)信號(hào)。較優(yōu)地，實(shí)時(shí)仿真裝置310可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡350向故障注入裝置230發(fā)出各種發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，并通過(guò)以太網(wǎng)板卡360向故障注入裝置330發(fā)出故障注入指令。故障注入裝置330由此可根據(jù)故障注入指令對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行故障注入。在圖3所示的實(shí)例中，故障注入裝置330可包括信號(hào)綜合器333，以用于綜合故障注入指令和發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，進(jìn)行故障注入。在一實(shí)例中，實(shí)時(shí)仿真裝置310可根據(jù)例如來(lái)自遠(yuǎn)程工作站302的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本來(lái)實(shí)時(shí)地發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和故障注入指令。
[0061]較優(yōu)地，通過(guò)系統(tǒng)300的架構(gòu)，實(shí)時(shí)仿真裝置310可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡350從電子控制器340獲得由電子控制器340算出的控制信號(hào)，從而可基于該控制信號(hào)與自身采集的感測(cè)信號(hào)執(zhí)行信號(hào)同步，并在該信號(hào)同步后根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和所述故障注入指令。
[0062]相比于傳統(tǒng)的故障注入，在本實(shí)用新型中通過(guò)由ARINC總線(xiàn)板卡350和以太網(wǎng)板卡360促成的實(shí)時(shí)仿真裝置310與故障注入裝置330之間的ARINC總線(xiàn)通信和以太網(wǎng)通信，為實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組合系統(tǒng)故障試驗(yàn)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
[0063]例如，基于圖3的系統(tǒng)300，實(shí)時(shí)仿真裝置310可根據(jù)遠(yuǎn)程工作站302發(fā)出的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本,按照測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)序,通過(guò)ARINC總線(xiàn)實(shí)時(shí)地發(fā)出油門(mén)臺(tái)控制目標(biāo)信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)；并在測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)刻，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)出對(duì)油門(mén)桿信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)的故障注入指令，并由故障注入裝置340實(shí)現(xiàn)多路不同信號(hào)故障在各自規(guī)定的時(shí)刻發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)組合故障的注入，完成傳統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)較難完成的組合故障系統(tǒng)試驗(yàn)。
[0064]以一種典型的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制系統(tǒng)伺服回路故障測(cè)試為例，該故障測(cè)試要求:當(dāng)位移傳感器采集的位移感測(cè)信號(hào)，與電子控制器340內(nèi)實(shí)時(shí)計(jì)算的位移控制信號(hào)之間超過(guò)規(guī)定的閾值，并持續(xù)特定的時(shí)間，即可切斷電流采集的信號(hào)。
[0065]傳統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)，就很難保證位移傳感器采集的位移感測(cè)信號(hào)，與電子控制器340內(nèi)實(shí)時(shí)計(jì)算的位移控制信號(hào)之間在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間上的同步，從而較難實(shí)現(xiàn)這類(lèi)控制回路組合故障，也難準(zhǔn)確地測(cè)試出組合故障持續(xù)的時(shí)間。采用圖3的系統(tǒng)300，實(shí)時(shí)仿真裝置310不僅可以實(shí)時(shí)的采集位移傳感器的位移感測(cè)信號(hào)，而且可以通過(guò)ARINC總線(xiàn)實(shí)時(shí)獲取電子控制器340內(nèi)實(shí)時(shí)計(jì)算的位移控制信號(hào)，從而可以使這兩個(gè)信號(hào)以實(shí)時(shí)仿真裝置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)傳輸，即信號(hào)同步。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)時(shí)仿真裝置310再根據(jù)遠(yuǎn)程工作站302發(fā)出的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本，按照測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)序，實(shí)時(shí)地發(fā)出油門(mén)臺(tái)控制信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)；并在測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)刻，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)出由測(cè)試用例指定的針對(duì)位移目標(biāo)信號(hào)的故障注入指令，并由故障注入裝置330實(shí)現(xiàn)指定位移目標(biāo)信號(hào)故障在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)組合故障的注入，以達(dá)到試驗(yàn)的目的。
[0066]圖4是示出了傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)速控制的框圖。在該傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)中，電子控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速指令(即，操縱目標(biāo)信號(hào))與接收到的轉(zhuǎn)速頻率感測(cè)信號(hào)，計(jì)算出伺服電流信號(hào)(即，控制信號(hào))來(lái)控制輸出燃油流量，以達(dá)到指定的轉(zhuǎn)速，從而形成一個(gè)閉環(huán)控制回路，其缺點(diǎn)同圖2所示的傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)。
[0067]圖5是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)500用于轉(zhuǎn)速控制的框圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的圖5的系統(tǒng)500被用于示出轉(zhuǎn)速控制，因此，系統(tǒng)500的一些部件未在圖5中被全部示出。
[0068]圖5中，電流信號(hào)采集裝置528可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器522，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置510可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器512。電流信號(hào)采集裝置528的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器522可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置510的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器512連接。位移信號(hào)調(diào)理裝置523可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器521a，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置510可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器511a。位移信號(hào)調(diào)理裝置523的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器521a可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置510的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器511a連接。轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)調(diào)理裝置526可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器521b，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置510可包括總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器511b。轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)調(diào)理裝置526的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器521b可通過(guò)總線(xiàn)與實(shí)時(shí)仿真裝置510的總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器511b連接?？偩€(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器522可包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)。位移信號(hào)調(diào)理裝置523和轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)調(diào)理裝置526可各自包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(未示出)。
[0069]另一方面，故障注入裝置530可包括以太網(wǎng)收發(fā)器532和ARINC總線(xiàn)收發(fā)器531，相應(yīng)地，實(shí)時(shí)仿真裝置510可包括以太網(wǎng)收發(fā)器514和ARINC總線(xiàn)收發(fā)器513。以太網(wǎng)板卡560可分別通過(guò)以太網(wǎng)線(xiàn)與故障注入裝置530的以太網(wǎng)收發(fā)器532和實(shí)時(shí)仿真裝置510的以太網(wǎng)收發(fā)器514連接。ARINC總線(xiàn)板卡550可分別通過(guò)ARINC總線(xiàn)與故障注入裝置530的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器531和實(shí)時(shí)仿真裝置510的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器513連接。電子控制器540還可通過(guò)總線(xiàn)與故障注入裝置530連接以進(jìn)行總線(xiàn)連接，如圖5所示的電子控制器540與故障注入裝置530之間的雙向箭頭連接線(xiàn)所示。
[0070]實(shí)時(shí)仿真裝置510綜合來(lái)自遠(yuǎn)程工作站502、油門(mén)臺(tái)501發(fā)出的油門(mén)桿、燃油開(kāi)關(guān)等控制目標(biāo)信號(hào)，通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡560發(fā)送給故障注入裝置530的ARINC總線(xiàn)收發(fā)器531。同時(shí)，故障注入裝置530的以太網(wǎng)收發(fā)器532接收來(lái)自實(shí)時(shí)仿真裝置510的故障控制指令。故障注入裝置530，在一實(shí)例中為其中的信號(hào)綜合器533，將其ARINC總線(xiàn)收發(fā)器531、以太網(wǎng)收發(fā)器532的信息進(jìn)行綜合，實(shí)現(xiàn)在特定的時(shí)序注入油門(mén)桿、燃油開(kāi)關(guān)等控制信號(hào)及其故障信號(hào)，并發(fā)送給電子控制器540。電子控制器540根據(jù)ARINC總線(xiàn)板卡550發(fā)送來(lái)的轉(zhuǎn)速指令，與轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)調(diào)理裝置526發(fā)送來(lái)的轉(zhuǎn)速頻率感測(cè)信號(hào)，計(jì)算出伺服電流信號(hào)，并通過(guò)電流信號(hào)采集裝置528，發(fā)送到實(shí)時(shí)仿真裝置510來(lái)控制輸出燃油流量，以達(dá)到由ARINC總線(xiàn)發(fā)送來(lái)的指定轉(zhuǎn)速，從而形成一個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制回路。
[0071]相對(duì)于傳統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)，本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用了內(nèi)部總線(xiàn)的連接方式，把實(shí)時(shí)仿真裝置510解算的反動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)為數(shù)眾多的伺服控制位移感測(cè)信號(hào)、轉(zhuǎn)速頻率感測(cè)信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)發(fā)送給位移信號(hào)調(diào)理裝置523和轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)調(diào)理裝置526。同時(shí)，把電流信號(hào)采集裝置528發(fā)出的多達(dá)數(shù)十路的伺服控制電流的數(shù)字量，通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)發(fā)送給實(shí)時(shí)仿真裝置510。而且，將油門(mén)臺(tái)501發(fā)出的油門(mén)桿、燃油開(kāi)關(guān)等發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，借助ARINC總線(xiàn)板卡550通過(guò)ARINC總線(xiàn)發(fā)送給電子控制器540。對(duì)于系統(tǒng)信號(hào)眾多的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)而言，可以節(jié)省大量的電纜連接的線(xiàn)束，減少了出現(xiàn)電纜松動(dòng)等情況的幾率，提高了試驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。
[0072]本實(shí)用新型的系統(tǒng)的另一優(yōu)勢(shì)在于，由于不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所采用的信號(hào)電纜的航插和對(duì)應(yīng)的針腳都是不一樣的。如圖5所示，若需適用于另一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，只需按照這一型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的接口控制文件(ICD)調(diào)整內(nèi)部總線(xiàn)以及ARINC總線(xiàn)發(fā)送或接收信號(hào)的先后順序，即可方便、快捷地適用于另一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，而無(wú)需對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，從而大幅度提高了型號(hào)試驗(yàn)的進(jìn)度。
[0073]在該實(shí)施例中，可在實(shí)時(shí)仿真裝置510與故障注入裝置540之間實(shí)時(shí)地傳送ARINC總線(xiàn)信號(hào)和以太網(wǎng)信號(hào)。較優(yōu)地，實(shí)時(shí)仿真裝置510可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡550向故障注入裝置230發(fā)出各種發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，并通過(guò)以太網(wǎng)板卡560向故障注入裝置530發(fā)出故障注入指令。故障注入裝置530由此可根據(jù)故障注入指令對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行故障注入。在圖5所示的實(shí)例中，故障注入裝置530可包括信號(hào)綜合器533，以用于綜合故障注入指令和發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，進(jìn)行故障注入。在一實(shí)例中，實(shí)時(shí)仿真裝置510可根據(jù)例如來(lái)自遠(yuǎn)程工作站502的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本來(lái)實(shí)時(shí)地發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和故障注入指令。
[0074]較優(yōu)地，通過(guò)系統(tǒng)500的架構(gòu)，實(shí)時(shí)仿真裝置510可通過(guò)ARINC總線(xiàn)板卡550從電子控制器540獲得由電子控制器540算出的控制信號(hào)，從而可基于該控制信號(hào)與自身采集的感測(cè)信號(hào)執(zhí)行信號(hào)同步，并在該信號(hào)同步后根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和所述故障注入指令。
[0075]相比于傳統(tǒng)的故障注入，在本實(shí)用新型中通過(guò)由ARINC總線(xiàn)板卡550和以太網(wǎng)板卡560促成的實(shí)時(shí)仿真裝置510與故障注入裝置530之間的ARINC總線(xiàn)通信和以太網(wǎng)通信，為實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組合系統(tǒng)故障試驗(yàn)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
[0076]例如，基于圖5的系統(tǒng)500，實(shí)時(shí)仿真裝置510可根據(jù)遠(yuǎn)程工作站502發(fā)出的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本,按照測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)序,通過(guò)ARINC總線(xiàn)實(shí)時(shí)地發(fā)出油門(mén)臺(tái)控制目標(biāo)信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)、轉(zhuǎn)速頻率目標(biāo)信號(hào)；并在測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)刻，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)出對(duì)油門(mén)桿信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)、轉(zhuǎn)速頻率目標(biāo)信號(hào)的故障注入指令，并由故障注入裝置540實(shí)現(xiàn)多路不同信號(hào)故障在各自規(guī)定的時(shí)刻發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)組合故障的注入，完成傳統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)較難完成的組合故障系統(tǒng)試驗(yàn)。
[0077]以一種典型的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制系統(tǒng)故障測(cè)試為例，該故障測(cè)試要求:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)不同轉(zhuǎn)速的三個(gè)階段，依次注入不同數(shù)值的轉(zhuǎn)速偏差故障。傳統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)，較難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速目標(biāo)信號(hào)與故障注入信號(hào)在同一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)的完全同步。
[0078]采用圖5的系統(tǒng)500，實(shí)時(shí)仿真裝置510不僅可以實(shí)時(shí)地采集位移傳感器的位移感測(cè)信號(hào)和轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)的速頻率感測(cè)信號(hào)，而且可以通過(guò)ARINC總線(xiàn)實(shí)時(shí)獲取電子控制器540內(nèi)實(shí)時(shí)計(jì)算的位移控制信號(hào)和轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，從而可以使這兩對(duì)信號(hào)以實(shí)時(shí)仿真裝置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)傳輸，即信號(hào)同步。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)時(shí)仿真裝置510再根據(jù)遠(yuǎn)程工作站502發(fā)出的測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本，按照測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)序，實(shí)時(shí)地發(fā)出油門(mén)臺(tái)控制信號(hào)、位移目標(biāo)信號(hào)、轉(zhuǎn)速目標(biāo)信號(hào)；并在測(cè)試用例規(guī)定的時(shí)刻，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)出由測(cè)試用例指定的針對(duì)轉(zhuǎn)速目標(biāo)信號(hào)的故障注入指令，并由故障注入裝置530實(shí)現(xiàn)指定轉(zhuǎn)速目標(biāo)信號(hào)故障在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速偏差故障的注入，以達(dá)到試驗(yàn)的目的。
[0079]通過(guò)本實(shí)用新型的一方面，通過(guò)由ARINC總線(xiàn)板卡和以太網(wǎng)板卡促成的實(shí)時(shí)仿真裝置與故障注入裝置之間的ARINC總線(xiàn)通信和以太網(wǎng)通信，為實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組合系統(tǒng)故障試驗(yàn)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
[0080]通過(guò)本實(shí)用新型的另一方面，實(shí)時(shí)仿真裝置與信號(hào)調(diào)理和采集裝置之間的內(nèi)部總線(xiàn)配置可以大幅度的提高信號(hào)傳輸?shù)乃俾?，大量地減少系統(tǒng)信號(hào)的電纜，從而提高試驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。而且，可方便、快捷地適用于多種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的不同電纜航插及其針腳，而無(wú)需對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的連接電纜進(jìn)行手動(dòng)接線(xiàn)調(diào)整，從而大幅度提高了型號(hào)試驗(yàn)的進(jìn)度。
[0081]提供對(duì)本公開(kāi)的先前描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開(kāi)。對(duì)本公開(kāi)的各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都將是顯而易見(jiàn)的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體而不會(huì)脫離本公開(kāi)的精神或范圍。由此，本公開(kāi)并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開(kāi)的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，包括: 用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制的電子控制器，用于仿真發(fā)動(dòng)機(jī)行為的實(shí)時(shí)仿真裝置，用于執(zhí)行信號(hào)的調(diào)理和采集的信號(hào)調(diào)理和采集裝置，以及用于執(zhí)行故障注入的故障注入裝置，所述信號(hào)調(diào)理和采集裝置耦接至所述實(shí)時(shí)仿真裝置，所述故障注入裝置分別通過(guò)硬接線(xiàn)與所述信號(hào)調(diào)理和采集裝置、和所述電子控制器連接， 其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)還包括: ARINC總線(xiàn)板卡和以太網(wǎng)板卡，所述故障注入裝置通過(guò)所述ARINC總線(xiàn)板卡與所述實(shí)時(shí)仿真裝置連接，并通過(guò)所述以太網(wǎng)板卡與所述實(shí)時(shí)仿真裝置連接。
2.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述故障注入裝置包括用于收發(fā)ARINC總線(xiàn)信號(hào)的第一 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器； 所述實(shí)時(shí)仿真裝置包括用于收發(fā)ARINC總線(xiàn)信號(hào)的第二 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器， 所述ARINC總線(xiàn)板卡分別與所述故障注入裝置的所述第一 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器和所述實(shí)時(shí)仿真裝置的所述第二 ARINC總線(xiàn)收發(fā)器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述故障注入裝置包括用于收發(fā)以太網(wǎng)信號(hào)的第一以太網(wǎng)收發(fā)器； 所述實(shí)時(shí)仿真裝置包括用于收發(fā)以太網(wǎng)信號(hào)的第二以太網(wǎng)收發(fā)器， 所述以太網(wǎng)板卡分別與所述故障注入裝置的所述第一以太網(wǎng)收發(fā)器和所述實(shí)時(shí)仿真裝置的所述第二以太網(wǎng)收發(fā)器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理和采集裝置耦接至所述實(shí)時(shí)仿真裝置進(jìn)一步包括: 所述信號(hào)調(diào)理和采集裝置與所述實(shí)時(shí)仿真裝置之間通過(guò)總線(xiàn)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)調(diào)理和采集裝置包括信號(hào)調(diào)理裝置和信號(hào)采集裝置，所述信號(hào)調(diào)理裝置包括第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器和第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器； 所述實(shí)時(shí)仿真裝置包括第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器和第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器； 所述信號(hào)調(diào)理裝置的所述第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器通過(guò)總線(xiàn)與所述實(shí)時(shí)仿真裝置的所述第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器連接，以及所述信號(hào)采集裝置的所述第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器通過(guò)總線(xiàn)與所述實(shí)時(shí)仿真裝置的所述第二總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收器連接。
6.如權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一總線(xiàn)數(shù)字信號(hào)發(fā)射器包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理裝置包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求7所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理包括各自具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器的溫度信號(hào)調(diào)理裝置、壓力信號(hào)調(diào)理裝置、頻率信號(hào)調(diào)理裝置中的至少一者。
9.如權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理裝置包括開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理裝置、開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)采集裝置中的至少一者。
10.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)仿真裝置通過(guò)所述ARINC總線(xiàn)板卡向所述故障注入裝置發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)，并通過(guò)所述以太網(wǎng)板卡向所述故障注入裝置發(fā)出故障注入指令，所述故障注入裝置根據(jù)所述故障注入指令對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行故障注入。
11.如權(quán)利要求10所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)仿真裝置根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本實(shí)時(shí)發(fā)出所述發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和所述故障注入指令。
12.如權(quán)利要求10所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制器與所述故障注入裝置還通過(guò)總線(xiàn)連接。
13.如權(quán)利要求12所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)仿真裝置通過(guò)所述ARINC總線(xiàn)板卡從所述電子控制器獲得由所述電子控制器算出的控制信號(hào)，基于所述控制信號(hào)與自身采集的感測(cè)信號(hào)執(zhí)行信號(hào)同步，并在所述信號(hào)同步后根據(jù)測(cè)試用例和試驗(yàn)?zāi)_本發(fā)出所述發(fā)動(dòng)機(jī)操縱目標(biāo)信號(hào)和所述故障注入指令。
14.如權(quán)利要求13所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號(hào)包括位移控制信號(hào)，所述感測(cè)信號(hào)包括位移感測(cè)信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在回路試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號(hào)還包括轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，所述感測(cè)信號(hào)包括轉(zhuǎn)速頻率感測(cè)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK204028691SQ201420352736
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】尹超, 殷鍇, 陶金偉, 趙奇 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司