CN103488098A - 航空发动机控制系统的快速原型仿真方法 - Google Patents

航空发动机控制系统的快速原型仿真方法 Download PDF

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本发明公开一种航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,属于航空发动机控制系统设计技术领域。首先建立控制算法模型,利用虚拟仪器技术及实时硬件平台进行控制系统的原型设计,通过自动代码生成技术将设计好的航空发动机控制算法模型编译并下载至实时硬件平台上,快速建立控制算法原型机;其次,快速控制原型机负责采集发动机模拟器经过信号接口单元后的输出信号,根据控制指令计算出发动机的相关控制量并发送给发动机模拟器,实现对发动机的闭合回路控制;最后,控制系统设计者通过监控计算机实时观测控制效果,根据设计者对控制系统的性能要求不断对控制算法模型进行修改,重复快速控制原型机闭合回路仿真过程,直至满足控制系统设计者的要求。

Description

航空发动机控制系统的快速原型仿真方法
技术领域
本发明涉及一种航空发动机控制系统的快速原型设计方法,应用于航空发动机控制算法设计仿真方面,其属于航空发动机控制系统领域。
背景技术
发动机结构复杂,工作状态恶劣多变,发动机的控制系统则是保证飞机安全稳定飞行的有效途径。先进的航空发动机对安全性、稳定性、可靠性提出了更高的要求。它不仅要使发动机在变化的条件下能稳定可靠地工作,满足性能要求和控制功能,而且还要保证发动机有足够的安全裕度,并充分发挥它的性能效益。随着对航空发动机性能要求地不断提升,航空发动机控制系统的复杂度随之越来越大,但目前国内的航空发动机控制系统研发流程一直按照传统的串行过程进行,导致系统研发效率低、周期长、成本高并缺乏灵活的验证手段。随着控制系统复杂度的增加,若按照传统的方法进行开发,手工编写代码的错误率和运行效率都无法得到很好的保障。另一方面,用于实验验证的传统仿真平台,使用过多的传统仪器,平台的可扩展性、维护性、开发时间、仪器的费用和人性化等方面不能让人满意。
近年来,快速原型技术逐渐成为解决复杂系统开发和仿真的有效途径。快速原型是指利用虚拟仪器技术及相应的硬件开发平台,在产品开发的初期,通过快速建立系统模型,并对整个系统进行多次仿真与实物在回路试验来验证系统软/硬件方案的可行性;在产品开发的中后期通过针对目标的自动代码生成和代码下载,完成最终产品研发的整个过程。将快速原型技术引入发动机控制系统设计中来主要是指在控制系统设计初期,快速搭建控制器平台,通过自动代码生成技术将设计好的控制算法程序下载至硬件平台上,快速建立控制算法模型,并连接实际被控对象进行实时仿真。对于复杂的航空发动机控制系统,通过快速原型设计可以让开发者利用实际的I/O实现对控制模型进行反复测试,方便及时对每一个设计步骤进行测试和验证,提前发现控制算法所存在的问题,从而使控制算法得到快速调整和优化,从源头上将错误的引入降至最低,使控制系统设计开发的成果在不同阶段得到高度复用。快速原型控制技术把算法设计、软件开发、硬件开发等各个阶段融合在一起,能够快速灵活地进行控制系统方案设计和适时的硬件测试,克服传统的基于物理平台设计周期长、成本昂贵和风险高的缺点,极大提高了控制系统的开发效率,降低了研制成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,用于航空发动机控制系统设计阶段的快速验证,验证控制算法的有效性,提高控制系统的开发效率,降低研制成本,解决控制系统高效设计和快速验证的问题。
本发明采用如下技术方案:一种航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,该方法包括以下步骤
步骤A、在上位机上建立控制算法模型;
步骤B、利用虚拟仪器技术和实时硬件平台进行航空发动机控制系统的原型设计,为快速控制原型器中控制算法模型的运行提供软硬件支持;
步骤C、通过自动代码生成技术将控制算法模型编译下载到实时硬件平台中快速生成控制系统的原型机;
步骤D、设计发动机模拟器,包括建立发动机执行机构模型和发动机模型;
步骤E、设计信号接口单元,采集发动机模拟器输出的信号,将输出的信号通过信号接口单元实现传感器高精度模拟并实时输至快速控制原型机;
步骤F、设计快速控制原型机信号采集系统,采集上述传感器信号,根据指令利用控制算法模型计算出相应的控制量,将控制量传输至发动机模拟器实现对发动机的闭合回路控制,同时将更新后发动机的状态传输至监控计算机;
步骤G、控制系统设计者通过监控计算机实时观测控制效果,根据设计者对控制系统的性能要求对步骤A中的控制算法模型进行修改,通过步骤C快速生成新的控制系统原型机进行步骤D~步骤F的HIL仿真直至满足控制系统设计者的要求。
所述设计的发动机模拟器包括发动机执行机构模块和发动机模块,所述设计的信号接口单元包括转速信号子模块、温度信号子模块、压力信号子模块,所述设计的快速原型机包括信号采集模块和控制模块。
所述航空发动机控制系统的快速原型仿真方法中的快速原型仿真系统中包括发动机执行机构模块、发动机模块、信号接口单元模块、信号采集模块、控制模块、主工作站模块和监控模块,所述模块信号连接关系如下:
(1)发动机模块,通过局域网络总线接收控制模块发出的控制量并实时运行,计算出发动机相关输出参数,并发送至信号接口单元模块;
(2)信号接口单元模块,接收上述输出参数,实现对转速频率信号、温度热偶信号以及压力压阻信号的高精度模拟和实时传输特性,并将生成的信号传输至信号采集模块;
(3)信号采集模块,负责采集上述信号接口单元模块信息,供控制模块使用;
(4)控制模块,根据采集到的信息,利用发动机控制算法计算出相关控制量,并将信息通过局域网络总线传输至发动机执行机构模块;
(5)执行机构模块,接收上述控制量,模拟真实发动机执行机构,计算出通过执行机构后的控制量,并将其传输至发动机模块;
(6)主工作站模块,通过网络总线将控制算法编译下载至快速控制原型机中,在闭合回路仿真时进行在线调参以达到实时修改控制算法;
(7)监控模块,通过局域网络总线接收更新后的发动机输出参数信息,生成控制效果图以达到对控制效果的实时监测,实现性能参数显示、数据存储、状态与事件记录。
本发明航空发动机控制系统的快速原型仿真方法具有如下有益效果:
(1)本发明采用现代V模式的开发思想,克服航空发动机控制系统串行研发过程中周期长、成本昂贵和风险高的问题,把算法设计、软件开发、硬件开发等各个阶段融合在一起,能够快速灵活地进行控制系统方案设计和适时的硬件测试,并提供良好的人机交互方式、高效的编程开发途径,实现设计和仿真全过程的在线观测和在线修改,极大地提高发动机控制系统的开发效率;
(2)本发明设计了信号接口单元,模拟传感器模块,实现发动机控制系统中转速信号、温度信号和压力信号的模拟。采用FPGA技术,实现传感器高精度模拟及实时传输特性,有效提高了控制器的闭环仿真精度;
(3)本发明采用模块化的思想设计搭建发动机控制系统闭环仿真中各个子模块,模拟真实的航空发动机的闭环控制系统。航空发动机的闭环控制系统主要由执行机构、控制器、被控对象和传感器组成。在实时仿真环境下,易实现各分系统的仿真模型与实际物理设备之间的互换,增加了在控制系统设计开发中的适用性。
附图说明
图1为本发明航空发动机控制系统的快速原型仿真系统结构图。
图2为本发明航空发动机快速原型仿真系统中各模块的信号交互连接关系。
图3为涡扇发动机结构及气体流路工作截面示意图。
图4为信号接口单元中转速频率信号生成方式。
图5为主工作站中信号接口单元的参数设定子面板。
图6为快速控制原型机结构示意图。
图7为监控计算机中控制效果监测面板。
图8为航空发动机控制的闭合回路框图。
图9为高低压转速闭环控制回路的结构图。
图10(a)为不同工作点处高压转速的控制效果。
图10(b)为不同工作点处低压转速的控制效果。
图11为压比闭环控制回路的结构图。 
图12为不同工作点处压比闭环控制效果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明具体实施方式以涡扇发动机的控制系统快速原型仿真为例,详细介绍本发明内容。
采用模块化思想构建了该控制系统的快速原型仿真系统,其仿真平台各模块的结构如图1所示,1是航空发动机模拟器,2是信号接口单元,3是航空发动机快速控制原型机,4是主工作站,5是监控计算机。表1为航空发动机快速原型仿真平台关键软硬件列表。
表1 航空发动机快速原型仿真平台关键软硬件
名称 软件 硬件 备注
航空发动机模拟器 VC++ 6.0 组合式台式机 执行结构模块和发动机模块
信号接口单元 LabView 2010 NI.CompactRIO 转速、温度、压力子模块
快速控制原型机 LabView 2010 NI.CompactRIO 信号采集模块和控制模块
主工作站 LabView 2010 组合式台式机 编译部署模块
监控计算机 LabView 2010 工控机 监控模块
航空发动机控制系统有着任务复杂、实时性高、可靠性强等特点。本发明在航空发动机的控制系统快速原型仿真过程中各模块实现了以下几点:
(1)实时性好。航空发动机所处的环境复杂多变,对于外部激励,发动机需要能够及时做出响应来保证系统可靠的运行。本发明中设计的控制系统步长为20ms,采用高性能CompactRIO平台设计控制器,循环周期抖动在微秒量级,保证控制系统的仿真结果能够与实际的发动机工作状态接近,提高了控制仿真结果的置信度;
(2)可靠性高。随着航空发动机性能要求不断提高,其控制系统复杂度也逐渐上升(其控制规律的复杂度上升、控制参数的增多以及控制功能的增加),系统故障的发生率也随之增加。为了保证控制系统可靠性,本发明中控制系统的软件设计采取了一定的容错能力,硬件平台采用高性能CompactRIO平台设计信号接口单元,其RIO FPGA芯片确保了稳定安全可靠的硬件输入输出口,避免快速原型控制系统在仿真运行过程中因噪声干扰或操作失误等非正常外在激励下影响系统的正常运行;
(3)开发快速高效性。传统的开发模式按部就班,按照串行设计流程进行修改,涉及专业面广,各个环节交互少,开发效率低。本发明中采用现代V模式快速、高效地开发发动机控制系统。控制系统的开发环境采用Labview图形化开发环境,能够提供良好的人机交互方式、高效的编程开发途径,实现设计和仿真全过程的在线观测和在线修改,对所发现的缺陷及时方便地予以改正。
以航空发动机控制系统的控制算法开发为例,说明本发明提出的航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,具体步骤如下:
步骤A、利用Matlab控制设计与仿真工具进行发动机控制系统的初步设计以建立控制算法模型,建立的控制算法模型为经典的PI控制算法,实现发动机高低压转速回路控制和压比回路控制。利用Labview控制设计仿真工具对控制系统进行离线数字仿真验证其有效性;
步骤B、选择虚拟仪器语言Labview和高性能实时嵌入式硬件平台CompactRIO来进行航空发动机控制系统的原型设计,为快速控制原型机3中控制算法模型的运行提供软硬件支持;
步骤C、利用自动代码生成技术,主工作站4通过以太网将控制算法模型编译下载到实时硬件平台CompactRIO中快速生成发动机控制系统的原型机3;控制算法模型中控制模块包含高低压转速回路控制和压比回路控制的控制算法;
步骤D、在组合式台式计算机上利用VC++对发动机执行机构模型和发动机模型进行开发形成发动机模拟器1;
步骤E、设计信号模拟器2,采集发动机模拟器1输出的信号,将输出的信号通过信号接口模拟器2实现传感器高精度模拟,并实时传输至快速控制原型机3;
步骤F、设计快速控制原型机3中的信号采集系统,采集上述传感器信号2,根据高低压转速指令和压比指令,利用控制算法模型中的高低压转速和压比控制算法分别计算出当前时刻的控制量主燃油量和尾喷管面积,将当前时刻的控制量通过以太网传输至发动机模拟器1实现对发动机的闭合回路控制。发动机模拟器1接收到快速控制原型机3中的控制量;先通过执行机构模块得到发动机真实控制量主燃油量和尾喷管面积,发动机模型根据真实的控制量计算更新发动机状态,最后将更新后发动机的输出参数传输至监控计算机5;
步骤G、控制系统设计者通过监控计算机5实时观测高低压转速和压比的控制效果,根据设计者对控制系统的性能要求对步骤A中的控制算法模型进行修改,通过步骤C快速生成新的控制系统原型机进行步骤D~步骤F的高低压转速和压比的HIL仿真直至满足控制系统设计者的要求。
本发明的基于快速控制原型的航空发动机控制系统仿真方法中,仿真是通过快速控制原型机的闭环回路仿真来模拟真实情况下发动机的闭环回路控制,其关键在于该快速原型仿真系统中各模块的建立与实现,包括发动机执行机构模块、发动机模块、信号接口单元模块、信号采集模块、控制模块、主工作站模块和监控模块,图2给出了该快速原型仿真系统中各模块的信号交互连接关系,具体描述如下:
(1)航空发动机模拟器1和信号模拟发生器2两个不同平台不同开发环境之间采用UDP协议进行通信,快速控制原型机3与航空发动机模拟器1之间也采用UDP进行通信,该通信方式响应速度比较快;
(2)信号接口单元2和快速控制原型机3之间通过物理连接,实现生成信号生成与采集;
(3)主工作站与信号接口单元2、快速控制原型机3之间通过以太网利用LabVIEW自带的共享变量进行通信,可以快捷可靠地在相同开发环境间传输数据;
(4)航空发动机模拟器1和监控计算机5之间通过以太网进行通信。
本发明的基于快速控制原型的航空发动机控制系统仿真方法中,各模块的建立与实现具体描述如下:
(1)航空发动机模拟器1,硬件采用一台配有网卡的组合式台式机,软件为vc++6.0,开发环境为Windows XP操作系统。航空发动机模拟器包括发动机部件级模型子模块与执行机构模型子模块。发动机部件级模型子模块模拟发动机实时工作状态,其中存放某型双转子涡扇发动机部件级模型,该模型是用部件法建立的非线性实时数学模型,主要部件包括进气道、风扇、压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管等,如附图3所示。执行机构模型采用辨识出来的主燃油执行机构和尾喷管面积执行机构来实现,其滞后时间分别0.04s和0.02s,其传递函数分别为:
Figure 362545DEST_PATH_IMAGE001
(2)信号接口单元2,硬件采用NI CompactRIO,包括NI 9024控制器、NI 9117机箱、NI C系列32通道DIO模块9403和16通道AO模块9264。软件为LabVIEW图形化编程语言。开发环境为VXworks操作系统。该信号模拟器负责高精度模拟控制系统中的传感器信号和实时传输,表2给出了航空发动机控制系统中常用的测量信号;
表2控制系统中常用的测量信号
Figure 342003DEST_PATH_IMAGE003
转速频率信号模拟:发动机转速传感器输出的信号一般为毫伏级微小正弦电压信号,需要经过放大调理成伏级的方波信号供采集系统采集。本发明选用DIO 9403模块生成所需频率的方波信号。该模块是一款32通道、7
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE004
双向数字输入/输出模块,生成信号为5v/TTL信号。发动机实际转速信号周期常常不是ms整数级,需要将其转换成整数级实现其精准输出。采用CRIO下FPGA技术,生成的信号能精确到
Figure 579266DEST_PATH_IMAGE005
级。它的高速数字I/O可实现计数器功能,利用高速的数字I/O,可以任意定义计数器。利用计数器的功能和定时循环,可以精确控制TTL信号的输出时序,生成所需频率的方波信号。附图4给出了具体实现方式。程序运行在FPGA模式下机箱里,通过对计数器输入值的控制,则得到所需频率的信号。发动机转速和计数器的输入值之间的转换在RT实时控制器中的VI实现。FPGA机箱与RT实时控制器实时通信,这样就可以将发动机转速参数转换成实际情况的转速频率信号。
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE006
温度、压力模拟信号:发动机中测量温度一般使用K型热电偶测量,其输出值一般为毫伏级的电压信号,其抗干扰能力差,一般需要经过调理放大成伏级电压供采集系统采集,其抗干扰能力好,精度高,其传感器动态特性的传递函数为:
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE007
。测量压力一般使用压阻式传感器,其输出信号为毫伏级电压信号,同样需要经过调理放大成伏级电压供采集系统采集,其传感器动态特性的传递函数为:
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE008
。本发明采用AO模块9264,采用此模块可以将数字信号转换成相应的模拟电压信号。通过主工作站自行标定压力与电压量程、温度与电压量程之间的关系,满足不同的压力、温度传感器的静态特性,设定传感器时间常数,建立压力、温度传感器的动态特性。附图5给出了主工作站关于信号模拟发生器参数设定面板。
(3)快速控制原型机3,硬件为NI CompactRIO,包括NI 9024控制器、NI 9117机箱、NI C系列8通道DIO模块9401和32通道AI模块9205;软件为LabVIEW图形化编程语言,开发环境为VXworks操作系统。本发明构建的发动机快速控制原型机主要包括信号采集、电子控制器两部分,其结构示意图如附图6所示。信号采集这部分用来接收信号接口单元产生的测量信号,采集并将其转换成数字信号供电子控制器这部分执行。将9401 DIO模块配置成输入通道,实时采集信号模拟发生器输出的转速频率信号。利用9205 AI模块实时采集信号模拟发生器输出的温度压力信号。控制系统电子控制器这部分主要用来部署运行相应的控制规律,输出发动机相关控制量,实现对发动机的回路控制。本发明中采用经典的PID算实现对发动机高低压转速和压比的闭合回路控制。通过主工作站在LabVIEW开发环境中,通过构建和使用子VI方式将PID算法独立封装成子VI,通过主工作站编译下载至该CompactRIO平台中实现对转速和压比的同时控制。
(4)主工作站4,硬件为一台PC兼容机配有网卡,软件为LabVIEW图形化编程语言.开发环境为Windows XP操作系统。主工作站人机交互界面主要包括信号接口单元的参数设定子面板和控制参数的面板,可进行信号接口单元的参数设定和在线调整PI控制参数。信号接口单元的参数设定子面板见附图5。
(5)监控计算机5,硬件为一台工控机,软件为LabVIEW图形化编程语言.开发环境为Windows XP操作系统。附图7给出了监控计算机的实时监控界面。
本发明的航空发动机控制系统的快速原型仿真方法中, HIL仿真是控制仿真系统开发过程中的一个核心环节,利用上述搭建构建的系统进行航空发动机控制系统闭环回路仿真,具体步骤如下:
(1)附图8给出了航空发动机控制的回路框图,其中,
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE009
为参考输入信号,
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE010
为输出信号,
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE011
为被控对象传递函数,
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE012
为执行机构传递函数,
Figure 2013104402428100002DEST_PATH_IMAGE013
为控制器传递函数。首先运行发动机模拟器1,设定好发动机工作状态点。信号接口单元2模拟模型所计算出来的发动机真实的传感器信号供快速控制原型机3采集。快速控制原型机3采集系统负责采集信号接口单元模拟信号2并利用部署的控制算法计算出控制量,然后将控制量反馈给发动机模拟器1,进一步通过执行机构模型输给发动机数学模型,根据控制参数得到进一步的发动机状态参数实现发动机状态的更新。同时,用户可以通过监控计算机实时观测控制效果,并根据需要在主工作站上在线调整控制器参数Kp和Ki,达到控制性能要求;
(2)转速回路控制:转速控制回路是航空发动机控制系统中的关键控制回路,其性能决定了发动机的动静态特性。根据转速指令不同,可以分为高压转速回路控制和低压转速回路控制。附图9给出了转速闭环控制回路的结构图。采用频域设计方法计算包线内不同工作点处中间状态的高低压转速控制参数KpKi,在不同的工作点在线适当地调整KpKi,以便快速准确地得到最优的控制参数。附图10(a)给出了不同工作点处高压转速的控制效果,附图10(b)给出了不同工作点处低压转速的控制效果。由附图9可知在,上述搭建的快速原型仿真系统进行HIL闭环验证得到的控制效果和数字仿真得到的效果相符,响应曲线均无超调,调节时间小于1s,稳态误差为零,控制效果良好,很好地验证了该PI高低压转速控制算法的有效性。稳态阶段快速原型仿真曲线有微小的波动是因为快速原型仿真平台采用了信号接口单元,生成的电压电流信号具有噪声,引起控制器输出的燃油量具有噪声,从而导致高低压转速Nh、Nl发生小波动,符合实际情况。
(3)压比回路控制:压比控制回路是空发动机控制系统中接通加力时必不可少的控制回路,控制量是尾喷口的面积A8,参考指令是发动机涡轮落压比。附图11给出了压比闭环控制回路的结构图。在高压转速100%附近给压比作2%阶跃,不同工作点处压比闭环控制效果如附图12。由附图12可见,对包线内不同工作点处的压比采用整定的PI控制参数进行控制,在上述搭建的快速原型仿平台上进行闭环验证得到的控制效果和数字仿真得到的效果相符,响应曲线均无超调,调节时间小于1s,稳态误差为零,控制效果良好。很好地验证了该PI压比控制算法的有效性。稳态阶段快速原型仿真曲线有微小波动是因为快速原型仿真平台采用了信号接口单元,生成的电压电流信号具有噪声,引起控制器输出的燃油量具有噪声,从而导致压比Pi发生小波动,符合实际情况。
本发明航空发动机控制系统的快速原型仿真方法可以实现航空发动机控制系统算法从设计、仿真到代码的自动生成与下载、实物在回路仿真过程的无缝集成,不用等待控制系统硬件设计完成就可以方便及时对每一个设计步骤进行硬件在回路仿真,提前发现控制算法在数字仿真阶段未能发现的问题,从而使控制算法得到快速调整和优化,从源头上将错误的引入降至最低,克服传统串行设计仿真方法带来的长周期和高成本,对于加快复杂发动机控制系统的开发、降低试验风险及成本有着积极促进作用,有较好的工程应用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,其特征在于:该方法包括以下步骤
步骤A、在上位机上建立控制算法模型;
步骤B、利用虚拟仪器技术和实时硬件平台进行航空发动机控制系统的原型设计,为控制算法模型的运行提供软硬件支持;
步骤C、通过自动代码生成技术将控制算法模型编译下载到实时硬件平台中快速生成控制系统的原型机;
步骤D、设计发动机模拟器,包括建立发动机执行机构模型和发动机模型;
步骤E、设计信号接口单元,接收发动机模拟器输出的信号,将输出的信号通过信号接口单元实现传感器模拟并实时输至快速控制原型机;
步骤F、设计快速控制原型机信号采集系统,采集上述传感器信号,根据指令利用控制算法模型计算出相应的控制量,将控制量传输至发动机模拟器实现对发动机的闭合回路控制,同时将更新后发动机的状态传输至监控计算机;
步骤G、控制系统设计者通过监控计算机实时观测控制效果,根据设计者对控制系统的性能要求对步骤A中的控制算法模型进行修改,通过步骤C快速生成新的控制系统原型机进行步骤D~步骤F的HIL仿真直至满足控制系统设计者的要求。
2.如权利要求1航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,其特征在于:所述设计的发动机模拟器包括发动机执行机构模块和发动机模块,所述设计的信号接口单元包括转速信号子模块、温度信号子模块、压力信号子模块,所述设计的快速原型机包括信号采集模块和控制模块。
3.如权利要求2航空发动机控制系统的快速原型仿真方法,其特征在于:所述航空发动机控制系统的快速原型仿真方法中的快速原型仿真系统中包括发动机执行机构模块、发动机模块、信号接口单元模块、信号采集模块、控制模块、主工作站模块和监控模块,所述模块信号连接关系如下:
(1)发动机模块,通过局域网络总线接收控制模块发出的控制量并实时运行,计算出发动机相关输出参数,并发送至信号接口单元模块;
(2)信号接口单元模块,接收上述输出参数,实现对转速频率信号、温度热偶信号以及压力压阻信号的高精度模拟和实时传输特性,并将生成的信号传输至信号采集模块;
(3)信号采集模块,负责采集上述信号接口单元模块信息,供控制模块使用;
(4)控制模块,根据采集到的信号接口单元信息,利用发动机控制算法计算出相关控制量,并将信息通过局域网络总线传输至发动机执行机构模块;
(5)执行机构模块,接收上述控制量,模拟真实发动机执行机构,计算出通过执行机构后的控制量,并将其传输至发动机模块;
(6)主工作站模块,通过网络总线将控制算法编译下载至快速控制原型机中,在闭合回路仿真时进行在线调参以达到实时修改控制算法;
(7)监控模块,通过局域网络总线接收更新后的发动机输出参数信息,生成控制效果图以达到对控制效果的实时监测,实现性能参数显示、数据存储、状态与事件记录。
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