CN109445402A - 一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法 - Google Patents

一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法 Download PDF

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董鹏辉
陈军
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods

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Abstract

本发明涉及一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，该方法根据飞机燃油系统耗油顺序、辅助动力装置工作状态，实时采集机上各油箱内油量传感器提供的信息和辅助动力装置转速信号，按照规定(保证重心变化为最小)自动安排用油顺序，实现对燃油系统加油、输油的计算机自主控制，具有低功耗、高可靠、高安全、智能化等特点，能够实时监控燃油系统状态，对燃油系统潜在的故障提前进行预警，提示飞行员及早做出处置，提高燃油系统加油、输油控制的可靠性；增强燃油系统故障诊断能力，提高燃油系统加油、输油安全性；减少传统控制方式下的控制部件，减轻飞机重量和降低飞机成本。

Description

一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法
技术领域
本发明型属于航空电子技术领域，涉及一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法。
背景技术
飞机燃油系统是飞机的重要组成部分，是由油箱、地面加油、输油、供油、放油、通气增压、防爆、油量测量和指示、空中加油等分系统组成，此系统的工作性能直接影响到飞机的安全性、机动性及作战能力。
燃油系统是在飞机上储存燃油，保证在规定的飞行条件(如：飞行高度、飞行姿态)下，按照要求的压力和流量连续可靠地向发动机供给燃油；其次是调整飞机重心，使飞机重心保持在允许范围之内；第三就是所谓的热管理，用燃油来代替诸如液压、环境控制和发动机滑油等系统。
目前，机上众多的油箱分散布置在机身和机翼内。如果对各油箱的用油顺序不加控制，飞机的重心便会发生很大变化，影响飞机的平衡。一般采用液压驱动的方式来实现机上燃油系统输油、供油控制，缺少燃油状态监控、容错控制以及燃油各阀门和油泵误动作等措施。鉴于此，期望通过机电管理计算机实现燃油系统加油、输油、供油控制和实时状态监控，基于机载燃油系统自监控对控制与监控技术，根据机上各油箱内油量传感器提供的信息，按照规定(保证重心变化为最小)的要求自动安排用油顺序，来实现对飞机燃油系统的数据采集和综合管理控制；从而实现机上燃油系统加油、输油、作动筒、液压系统、功率驱动盒、座舱指示系统统一管理控制。
发明内容
发明目的：本发明型的目的是提供一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，实现对飞机燃油系统的数据采集和综合管理控制，包括任务调度管理、数据采集、通讯管理、状态监控、维护管理以及实时向航电系统上报燃油状态信息等。实现机上燃油系统加油、输油、作动筒、液压系统、功率驱动盒、座舱指示系统统一管理控制。
技术方案：本发明提供的一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，是依据飞机燃油系统耗油顺序、辅助动力装置工作状态，根据燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号，经过逻辑运算和判断，输出终端燃油系统所需的控制指令，通过对液压系统各阀门的控制来实现燃油系统加油、输油动作，并将燃油系统的加油、输油动作情况和故障情况发送至座舱指示系统，提示飞行员实时了解燃油系统的工作状态，以便进行相应处理。
燃油系统控制机构的启动/关闭控制指令是以离散量的形式输出，控制机构为一个高效、可靠的离散量闭环控制系统。
机电管理计算机采用电磁继电器对开关量进行控制，电磁继电器具有控制电压低、驱动电流小、直流或脉冲电压均能做控制电压等特点。机电管理计算机采用专门的燃油系统主计算机模块作为控制输出接口，计算机中共插入1块燃油主计算机模块，具有15路开关量输出接口能力。
有益效果：
采用一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，针对飞机复杂的燃油系统，实现将燃油系统进行综合化管理、监控和控制，提高了飞机燃油系统控制的效率，使燃油系统智能化，有利于飞机机电系统与航电系统数据的融合；通过计算机自主控制方式，能实时监控燃油系统状态，对燃油系统潜在的故障提前进行预警，提示飞行员及早做出处置，提高燃油系统加油、输油控制的可靠性；采用计算机自主控制方式，减少了传统控制方式下的控制部件，对减轻飞机重量和降低飞机成本都有积极意义。提高了飞机燃油系统的可靠性、安全性及可维护性，保障飞行安全，具有较为广泛的应用价值。
附图说明
图1为开关控制系统组成框图。
图2为指令级的闭环检测框图。
图3为作动级的闭环检测框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1、图2、图3。
本发明涉及一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，是基于机电管理计算机硬件平台，采用离散量采集模块+主计算机模块+燃油主计算机模块方式，实现飞机燃油系统高可靠、高安全控制；机载燃油系统自监控对计算机由离散量采集模块1、主计算机模块2、燃油主计算机模块3组成，其中主计算机模块2包含指令级闭环检测功能子模块201和作动级闭环检测功能子模块202。
离散量采集接口模块1用于实时采集燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号，并将燃油系统状态信号(包括：左加油路信号、右加油路信号、左输油路信号、右输油路信号)和辅助动力装置转速信号发送到主计算机模块2。
主计算机模块2分别与第一离散量采集接口模块1、第二离散量采集接口模块4和燃油控制通用模块3连接，燃油控制通用模块3与第二离散量采集模块4连接。主计算机模块2将同一时刻的燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号作为状态促动信号，对接收的状态促动信号进行判断，并向燃油控制通用模块3发送与判断结果对应的控制指令；同时实现任务调度管理、数据采集、通讯管理、状态监控、维护管理以及实时向航电系统上报燃油状态信息等。
指令级闭环检测功能子模块201是通过比较离散量采集模块1得到的指令回采信息与理论输出值是否一致来完成，一致则认为指令输出成功。
作动级闭环检测功能子模块202需要飞机上作动设备给出相应的状态信息，如当机电管理计算机给出“燃油左加输油路控制活门打开”指令后，在燃油左加输油路控制活门加油结束后，需要给出左加输油路控制活门关闭的状态信号，机电管理计算机在规定时间内查询到左加输油路控制活门关闭状态信号后，确认当前控制已经成功执行，从而完成作动的闭环检测。
燃油控制通用模块3将接收到控制指令作为第一反馈指令反馈给主计算机模块2，并同时将控制指令输出到机上燃油系统的执行机构。
第二离散量采集接口模块4用于实时采集燃油系统状态信号以及燃油控制通用模块3输出的控制指令，并所采集的控制指令作为第二反馈指令发送到主计算机模块2。

Claims (4)

1.一种机载燃油系统自监控对计算机控制方法，其特征在于，机载燃油系统自监控对计算机包括第一离散量采集接口模块(1)、第二离散量采集接口模块(4)、主计算机模块(2)和燃油控制通用模块(3)，主计算机模块(2)包含指令级闭环检测功能子模块(201)和作动级闭环检测功能子模块(202)，其中：
1)主计算机模块(2)分别与第一离散量采集接口模块(1)、第二离散量采集接口模块(4)和燃油控制通用模块(3)连接，燃油控制通用模块(3)与第二离散量采集模块(4)连接；
2)离散量采集接口模块(1)用于实时采集燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号，并将燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号发送到主计算机模块(2)；
3)主计算机模块(2)将同一时刻的燃油系统状态信号和辅助动力装置转速信号作为状态促动信号，对接收的状态促动信号进行判断，并向燃油控制通用模块(3)发送与判断结果对应的控制指令；
4)燃油控制通用模块(3)将接收到控制指令作为第一反馈指令反馈给主计算机模块(2)，并同时将控制指令输出到机上燃油系统的执行机构；
5)第二离散量采集接口模块(4)用于实时采集燃油系统状态信号以及燃油控制通用模块(3)输出的控制指令，并将所采集的控制指令作为第二反馈指令发送到主计算机模块(2)。
2.根据权利要求1所述的机载燃油系统自监控对计算机控制方法，其特征在于：燃油系统状态信号包括左加油路信号、右加油路信号、左输油路信号、右输油路信号和辅助动力装置转速信号；控制指令包括左加油路控制信号、右加油路控制信号、左输油路控制信号和右输油路控制信号。
3.根据权利要求1所述的机载燃油系统自监控对计算机控制方法，其特征在于：在主计算机模块(2)接收到来自燃油控制通用模块(3)的第一反馈指令之后将该第一反馈指令与主计算机模块(2)发送的控制指令进行比较，当连续三次比较结果不一致时，判断燃油控制通用模块(3)故障，并且主计算机模块(2)停止输出控制指令并设置故障标志。
4.根据权利要求1所述的机载燃油系统自监控对计算机控制方法，其特征在于：主计算机模块(2)将第二反馈指令与控制指令进行比较，当连续三次比较结果不一致时，判断燃油控制通用模块(3)故障，并且主计算机模块(2)停止输出控制指令并设置故障标志。
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