摘要：航空发动机电子控制器是以众多大规模集成电路为核心设计的复杂电路系统,传统的基于物理探针的接触式故障注入与检测方法已无法满足这种复杂电路的测试性设计需求。针对航空发动机电子控制器核心电路提出一种基于边界扫描的故障注入与检测方法。在核心电路分析的基础上,设计了边界扫描菊花链、边界扫描控制器,具备基于芯片间互联和基于芯片内部边界扫描单元进行故障注入与检测的能力,结合发动机超转保护逻辑验证了两种方式的故障注入与检测功能。

摘要：本文提出的民航发动机远程故障诊断技术将Internet网络技术与民航发动机故障诊断技术有效地结合起来,旨在将民航发动机的维护和故障诊断手段提升到远程的网络环境,以极大提高故障诊断的水平和时效性。本文从工程应用角度出发,对其中的几个关键技术问题进行了讨论。首先分析了民航发动机故障诊断的技术现状,提出了民航发动机远程故障诊断系统的结构体系。提出一种诊断设备网络化的设计思想,即采用上下位机的结构和COM组件技术,实现远程操作、状态监视和控制。采用COM组件技术和网络数据库技术实现了在Web服务器上的知识的存储与推理。分别基于NI的Labview/GWebServer和DataSocket技术,开发了两种多功能的远程故障诊断的协同工作环境(CSCW)。

摘要：采用微压差方法进行燃油流量测量,达到低压损、高精度和快速响应的目的.设计了孔板式计量段,对不同节流孔径的计量段进行了标定试验.试验结果表明:在设定的测量范围内,节流孔两侧压差的平方根与流量成线性关系,与理论分析结果一致.在此基础上,研究微型涡轮发动机起动过程供油流量闭环控制问题.设计了单神经元PID(比例-积分-微分)控制器,对燃油流量进行了闭环控制试验.与开环控制方法相比,新的控制方法动态性能好,调节精度高.最后,采用单神经元PID控制器进行了微型涡轮发动机燃油闭环控制起动试验,显著提高了起动过程的快速性与可靠性.

摘要：基于自主设计的TTP/C(时间触发协议)总线控制器,提出了开放式DEEC(发动机数字式电子控制器)的冗余架构,将其划分为输入、核心计算及输出3种智能节点,并制定了各个智能节点的任务调度规划图.设计了基于DSP(digital signal processor)+FPGA(field-programmable gate array)的智能节点硬件平台,在此基础上完成各智能节点的软件设计.最后构建了开放式DEEC的PIL(process in the loop)仿真测试平台,以发动机模型为控制对象,展开了状态调节试验和总线故障注入试验.试验结果证明该开放式DEEC是可行的,并具有良好的重构特性.

摘要：基于可编程门阵列(FPGA)设计JTAG(joint test action group)控制器知识产权(IP)软核,可以实现在线测试.通过分析测试访问端口(TAP)控制器状态机及边界扫描专用控制器芯片原理,针对发动机控制器中常用的数字信号处理器(DSP)芯片,设计了JTAG控制器IP软核以及基于该IP软核的边界扫描测试验证系统的硬件电路,完成了主要指令的测试.采用该IP软核可以灵活地加载扫描矢量,实现在线测试.该设计可以用于扫描测试、故障注入等多个领域.

摘要：针对航空发动机部件性能退化问题,开展退化容错控制研究。视退化为干扰,综合考虑退化的缓变特性及系统的目标跟踪要求,提出一种基于H∞鲁棒控制的部件性能退化被动容错控制设计。将退化信息加入控制律设计中,并考虑信息的不准确性,提出一种基于滑模控制器的部件性能退化主动容错控制设计。对所提设计开展硬件在环试验验证,结果表明,两类设计可以较好地弥补退化引起的发动机参数变化,并具有一定的工程应用能力,其中,基于H∞鲁棒控制的容错设计保守性大,且具有较长的调节时间,而基于滑模控制器的容错设计具有更好的动态特性,但在应用过程中需重新配置控制参数。

摘要：针对大涵道比涡扇发动机全包线分段线性设计控制器的过程复杂、自适应能力差等问题,本文提出了一种发动机无模型自适应性能优化控制方法。基于无模型自适应控制(Model Free Adaptive Control,MFAC)算法设计了一种推力控制器以实现发动机全包线范围内任意工作点的自适应控制,解决了传统逐段全程设计控制器的繁琐过程;为了获得实现最优性能的控制器参数,本文通过控制变量法对控制器调节参数进行了敏感性分析,获得了敏感性参数和变化规律;然后,设计了基于收缩粒子群优化算法(Constriction Particle Swarm Optimization,CPSO)的敏感性参数寻优方法,实现了控制器参数的自整定。仿真结果表明:相比当前抗积分饱和PI控制,所述控制方法从慢车到最大状态的动态调节时间缩短了4.2%,提高了动态加速性能,且无超调,无稳态误差。同时,克服了发动机未知非线性动态变化,实现了全包线全状态下任意工作点的性能优化控制,并始终保持良好的控制效果和鲁棒性,具有较好的工程应用前景。

摘要：针对微型涡喷发动机的非线性特性以及难以建立其准确数学模型的特点,设计了一种自适应控制方案并加以工程实现.通过在模型参考自适应控制算法中采用死区鲁棒控制消除发动机建模误差和外界干扰对控制系统稳定性的影响;同时引入前馈补偿,既保证发动机转速实时跟踪参考模型输出,又避免了纯自适应控制容易产生控制信号的饱和以及高自适应增益导致的系统振荡.台架试车验证表明:该方法实时性良好,在最大转速达125 000 r/min的全工作范围内表现出较好的鲁棒性,最大超调量小于500 r/min,稳态误差小于200 r/min,可以满足微型涡喷发动机状态调节的需要.

摘要：为开展恒压型热线风速测量系统的优化设计,建立了基于Multisim的电路仿真模型,其中,热线探头采用PSpice模型实现其特性的模拟,恒压控制回路中采用了T型动态补偿网络以提高系统的频响。进行了恒压型控制回路元件参数和流场流速对系统动静态性能影响的仿真分析及热线探头时间常数原位测量仿真。结果表明:从Multisim电路仿真模型得到流场流速、补偿网络参数、控制回路输入电压和电阻等对系统动静态特性的影响规律与数值计算的一致,验证了在Multisim中开展恒压型热线风速测量系统仿真研究的可行性,同时,这种针对实际电路参数的仿真分析对恒压型热线风速测量系统的优化设计和制备具有重要指导意义。

摘要：航空发动机电子控制器向更高性能和更高集成度的方向发展,使得传统测试方法难以满足需要.提出了通过边界扫描技术来解决电子控制器核心电路的测试问题.设计了边界扫描测试技术验证平台,主要包括边界扫描测试适配器和被测电路.对被测电路开展了基于边界扫描的测试试验,完成了主要指令的测试.同时通过扫描链实现了对被测电路的故障注入,通过这种方法注入故障可对航空发动机电子控制器的机内测试(BIT)能力进行验证.