一種基于PXI系統(tǒng)的通用航空發(fā)動機等效控制器設計

王劍 胡肖璐 高妮

摘 ? 要：本文對航空發(fā)動機電調系統(tǒng)的燃油調節(jié)器交付時所需的等效控制器進行了需求分析。按分析結果設計出一種基于PXI系統(tǒng)的通用等效控制器硬件方案，并介紹了等效控制器數(shù)據(jù)采集性能和硬件安裝方式。該等效控制器配合合理的底層軟件及上位機控制程序，即可達到大部分航空發(fā)動機燃油調節(jié)器功能性能需求，具有較好的通用性和較高的經(jīng)濟價值。

關鍵詞：燃油調節(jié)器 ?等效控制器 ?PXI

中圖分類號：V23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0013-02

與電子控制器共同完成航空發(fā)動機控制的燃油調節(jié)器在交付時需要經(jīng)過功能性能驗收。通常情況下，真實的電子控制器不能滿足燃油調節(jié)器驗收需求，需根據(jù)不同的驗收需求設計等效控制器，費時費力，因此急需設計一種通用的航空發(fā)動機等效控制器。

1 ?等效控制器需求分析

燃油調節(jié)器試驗系統(tǒng)如圖1所示，等效控制器應具有溫度、壓力、位移等參數(shù)采集功能;通過控制燃油調節(jié)器上的電液裝換裝置（電液伺服閥、電磁閥等），實現(xiàn)燃油調節(jié)器流量開環(huán)、可變參數(shù)閉環(huán)控制的功能[1-2]，同時具有對試驗器的測控功能、與上位機通訊功能。

2 ?硬件方案設計

通用等效控制器硬件方案采用PXI系統(tǒng)為核心搭建控制器硬件平臺，主要包括上位機、電子控制器、信號調理箱、輸入/輸出卡、數(shù)據(jù)存儲器、顯示器、信號調理箱、數(shù)字量I/O模塊、周期/頻率測量模塊、PWM輸出模塊，以及為擴展實現(xiàn)試驗器傳感器信號采集與控制而增加的A/D采集模塊通道數(shù)、D/A輸出模塊通道，圖2給出了等效控制器原理結構原理框圖。

PXI系統(tǒng)中的嵌入式控制器作為電子控制器的計算單元，主要實現(xiàn)A/D采集模塊、數(shù)字量I/O模塊、周期/頻率測量模塊、LVDT測量模塊、PWM輸出模塊、D/A輸出模塊的驅動。壓力傳感器輸出的電壓信號采用電壓采集卡采集，LVDT與溫度傳感器采用專用的LVDT信號采集卡和熱電阻信號采集卡采集。采用電流輸出卡產(chǎn)生電液伺服閥驅動信號。

數(shù)據(jù)采集性能要求：

（1）A/D采用精度：±0.1%，A/D分辨率不低于12位;

（2）模擬量采集精度根據(jù)信號類型及用途設定，不低于0.5%FS;

（3）模擬量電流輸出精度不低于0.2%FS。

電子控制器硬件安裝：

（1）傳感器采用航空插頭通過接線端子與PXI控制柜連接。

（2）PXI控制柜與信號調理箱采用專用屏蔽電纜連接。

（3）數(shù)據(jù)存儲服務采用內嵌的方式與上位機連接。

（4）打印機通過USB接口與上位機連接。

（5）數(shù)據(jù)顯示器采用HIMI接口與上位機連接。

3 ?結語

該等效控制器基于PXI通用系統(tǒng)進行設計，配合合理的底層軟件及上位機控制程序，即可達到大部分航空發(fā)動機燃油調節(jié)器功能性能需求，具有較好的通用性和較高的經(jīng)濟價值。

參考文獻

[1] 樊思齊.航空發(fā)動機控制[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2008.

[2] 樊思齊.航空推進系統(tǒng)控制[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，1996.