CN109739212A - 用于fadec的自动测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于FADEC的自动测试系统，根据发动机及FADEC特性采用航电模拟系统模拟驾驶舱内环境和操作指令集参数并传送至FADEC，采用PEC模拟系统模拟螺旋桨控制器向FADEC发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，采用测试控制系统模拟被控发动机为FADEC提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构，可实现对FADEC的自动测试，自动化程度高、实时性强、操作简单，解决了某航空发动机电子控制器研制与生产中的测试与仿真难题。

Description

用于FADEC的自动测试系统

技术领域

本发明涉及航空发动机电子控制器的设计与试验领域，特别地，涉及一种用于FADEC的自动测试系统。

背景技术

航空发动机全权限数字电子控制器(FADEC)使用以嵌入式计算机为核心的数字电子控制系统取代传统的机械液压式调节器，依靠计算机强大的数字计算能力和逻辑处理能力，完成比机械液压调节器更先进、更复杂的计算，从而改善航空发动机的操纵性、充分发掘航空发动机的性能潜力。因FADEC具有复杂的建康管理系统，在发动机起动前FADEC将对发动机的传感器、执行机构、飞机航电系统及远程发动机的参数作故障检测，如果其中某个传感器或座舱参数出现故障或丢失，FADEC会报故，将会降级控制甚至禁止发动机起动；同时在控制发动机起动、工作过程中，FADEC需要飞机航电系统提供相关工作参数及飞机另一台发动机状态参数用于发动机控制，所以FADEC产品不同于普通的控制器，其对飞机飞行起着重要的作用，而对FADEC产品的测试也成为FADEC产品开发过程中的一个重要课题。

发明内容

本发明提供了一种用于FADEC的自动测试系统，解决了某航空发动机电子控制器研制与生产中的测试与仿真难题。该自动测试系统的置信度高，信号精度高，自动化程度高，实时性强，稳定性、通用性、扩展性好，操作简单，人机界面友好。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于FADEC的自动测试系统，用于对待测的FADEC进行自动化测试，包括航电模拟系统、PEC模拟系统、测试控制系统和接口适配器，航电模拟系统、PEC模拟系统分别与测试控制系统通讯连接，测试控制系统通过接口适配器与FADEC连接，

航电模拟系统用于模拟大气数据、发动机操作指令和参数、监控发动机状态并经测试控制系统传送至FADEC，以及用于经测试控制系统接收FADEC发送的发动机工作参数及告警信号并进行显示；

PEC模拟系统用于模拟螺旋桨控制器，经测试控制系统向FADEC发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状态，以及用于经测试控制系统接收FADEC的控制指令；

测试控制系统用于模拟被控发动机，为FADEC提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构、嵌入发动机及附件模型、管理测试任务并根据测试任务控制模拟信号的输出、完成信号采集。

进一步地，测试控制系统包括第一工控机及信号模拟采集单元，信号模拟采集单元通过通信电缆与第一工控机连接，第一工控机用于向信号模拟采集单元发送模拟信号的指令并由信号模拟采集单元输出模拟信号至FADEC，以及读取信号模拟采集单元从发动机采集的信号数据。

进一步地，信号模拟采集单元包括信号模拟单元、信号采集单元和通讯接口单元，通讯接口单元与第一工控机通过RS232接口通讯连接，信号采集单元和信号模拟单元分别与通讯接口单元连接；信号模拟单元用于接收第一工控机发送的模拟信号的指令，并向FADEC输出对应的模拟信号；信号采集单元用于从发动机采集信号数据，并发送至第一工控机。

进一步地，信号模拟单元包括模拟量输出模块、数字量输出模块和频率量输出模块，用于读取操作指令，并发送相应控制指令；信号采集单元包括模拟量输入模块、数字量输入模块和频率量输入模块。

进一步地，测试控制系统包括测试任务管理单元，用于测试任务管理，实时记录测试过程数据，并显示测试过程参数及测试结果；测试控制系统包括发动机及附件模型单元，用于嵌入发动机及附件数学模型，实现FADEC的闭环控制测试。

进一步地，测试控制系统包括故障模拟单元，用于模拟发动机中的传感器、执行机构、连接线路、伺服控制回路的故障；故障模拟单元模拟的故障包括加载故障、交叉检查故障、间断故障、自检故障、信号不匹配故障、漂移故障、增益故障。

进一步地，测试控制系统还包括数据处理单元，用于处理信号采集单元所接收的信号数据，数据处理单元包括：

参数解析子单元，用于将采集到的数据按照FADEC要求进行解析；

参数显示子单元，用于将解析后的参数在用户界面上实时显示；

数据存储子单元，用于对解析后的数据进行分析处理、完全存储；

数据回放功能子单元，用于根据数据采集的时间、FADEC状态来筛选回放测试数据；

报表生成子单元，用于对测试过程生成的数据按FADEC验收要求，对相应测试项目和数据进行报表生成。

进一步地，模拟信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、计量阀位置信号、压力信号和温度信号；执行机构包括发动机力矩马达、电磁阀。

进一步地，航电模拟系统包括第二工控机、大气数据计算机系统模拟单元、发动机指示和空勤告警模拟单元、发动机监控器模拟单元，大气数据计算机系统模拟单元、发动机指示和空勤告警模拟单元通过ARINC429通信板卡与第二工控机通讯连接，发动机监控模拟单元通过RS422通信板卡与第二工控机通讯连接，

大气数据计算机系统模拟单元用于模拟机载两台大气数据计算机系统经ARINC429总线向FADEC传递大气数据，大气数据包括高度、静压、动压、真空速、指示空速、静温、马赫数；

发动机指示和空勤告警模拟单元用于采集发动机操作指令并封装为ARINC429数据发送给FADEC，以及用于接收FADEC传输的ARINC429数据并解析为发动机参数和状态信息，并以表盘、表格、曲线或者文本形式显示；发动机指示和空勤告警模拟单元还用于提取FADEC传输的ARINC429数据中包含的驱动执行指令，根据驱动执行指令点亮相应指示灯，并在规定的响应时间内反馈给FADEC；发动机指示和空勤告警模拟单元还用于将操作员设置的远程发动机参数并发送至FADEC；发动机指示和空勤告警模拟单元还用于以指定时间周期和格式保存FADEC发送的ARINC429数据；

发动机监控器模拟单元用于接收FADEC经RS422传输的发动机参数和螺旋桨参数并进行显示，以及用于以指定时间周期保存FADEC发送的RS422数据。

进一步地，PEC模拟系统包括第三工控机、状态参数采集发送单元、控制指令接收单元和模拟控制单元，模拟控制单元、状态参数采集发送单元和控制指令接收单元通过RS422通信板卡与第三工控机通讯连接，模拟控制单元与控制指令接收单元连接，其中，

状态参数采集发送单元用于通过第三工控机经测试控制系统定时采集螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，并封装为RS422数据发送给FADEC；

控制指令接收单元用于通过第三工控机经测试控制系统接收FADEC发出的控制指令，

模拟控制单元用于接收由控制指令接收单元接收的控制指令，并根据控制指令模拟实现螺旋桨的控制以及桨叶角执行机构的闭环控制。

本发明具有以下有益效果：

本发明根据发动机及FADEC特性，采用航电模拟系统模拟驾驶舱内环境和操作指令集参数并传送至FADEC，采用PEC模拟系统模拟螺旋桨控制器向FADEC发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，采用测试控制系统模拟被控发动机为FADEC提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构，可实现对FADEC的自动测试，自动化程度高、实时性强、操作简单，解决了某航空发动机电子控制器研制与生产中的测试与仿真难题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的用于FADEC的自动测试系统的结构框图；

图2是测试控制系统的结构框图；

图3是航电模拟系统的结构框图；

图4是航电模拟系统模拟EICAS的流程图

图5是PEC模拟系统的结构框图。

附图标号说明：

100、航电模拟系统；200、PEC模拟系统；300、测试控制系统；400、接口适配器；500、FADEC。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种用于FADEC(全权限数字电子控制器)的自动测试系统，用于对待测的FADEC500进行自动化测试，包括航电模拟系统100、PEC(螺旋桨电子控制器)模拟系统200、测试控制系统300和接口适配器400，航电模拟系统100、PEC模拟系统200分别与测试控制系统300通讯连接，测试控制系统300通过接口适配器400与FADEC500连接。

本发明中，FADEC500具有A、B两个通道，两个通道通过接口适配器400与测试控制系统300相连。

如图1和图2中所示，本发明中，航电模拟系统100用于模拟大气数据、发动机操作指令和参数并经测试控制系统300传送至FADEC500，以及用于经测试控制系统300接收FADEC500发送的发动机工作参数及告警信号并进行显示；PEC模拟系统200用于模拟螺旋桨控制器，经测试控制系统300向FADEC500发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状态，以及用于经测试控制系统300接收FADEC500的控制指令；测试控制系统300用于模拟被控发动机，为FADEC500提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构，根据测试任务控制模拟信号的输出、完成信号采集，其中，测试控制系统300包括第一工控机、信号模拟采集单元，信号模拟采集单元通过通信电缆与第一工控机连接，第一工控机用于向信号模拟采集单元发送模拟信号的指令并由信号模拟采集单元输出模拟信号至FADEC500，以及读取信号模拟采集单元从发动机采集的信号数据。

本发明根据发动机及FADEC500的特性，采用航电模拟系统100模拟驾驶舱内环境和操作指令集参数并传送至FADEC500，采用PEC模拟系统200模拟螺旋桨控制器向FADEC500发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，采用测试控制系统300模拟被控发动机为FADEC500提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构，可实现对FADEC500的自动测试，自动化程度高、实时性强、操作简单；解决了某航空发动机电子控制器研制与生产中的测试与仿真难题。

本发明的测试系统软件采用LabWindows/CVI、LabVIEW等软件开发平台来完成，航电模拟系统100、测试控制系统300和PEC模拟系统200的软件部分分别在独立的工控机上运行，测试控制系统300通过网络交换机分别通信连接至航电模拟系统100、PEC模拟系统200，三者间可通过TCP/IP进行数据的交联。

本发明中，测试控制系统300模拟被控发动机，为FADEC500提供正常工作所需的发动机传感器信号和执行机构，并且与航电模拟系统100、PEC模拟系统200通信，根据测试任务控制模拟信号的输出、完成信号采集，显示产品的测试数据，判定产品是否合格，根据需要打印测试报表。测试控制系统300为FADEC500提供的模拟信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、计量阀位置信号、压力信号和温度信号。作为优选的实施方式，测试控制系统300基于PCI总线的板卡准确模拟发动机转速、扭矩、计量阀位置、压力和温度等传感器输入给FADEC500的模拟信号。

航空发动机常用的温度传感器包括热电偶温度传感器和热电阻温度传感器。热电偶温度传感器和热电阻温度传感器因其结构简单、测量范围广、测量精度高等优点而被广泛应用于航空发动机的温度监测。航空发动机温度信号是FADEC500性能测试、半物理仿真和硬件在环仿真中必不可少的信号，虽然航空发动机温度信号只是简单的电压、电阻信号，看似容易模拟，但要实现高精度、自动化的温度信号模拟还是非常困难的。

本发明中采用信号模拟采集单元来实现热电偶、热电阻信号模拟和采集。具体地，信号模拟采集单元包括信号模拟单元、信号采集单元和通讯接口单元，通讯接口单元与第一工控机通过RS232接口通讯连接，信号采集单元和信号模拟单元分别与通讯接口单元连接。信号模拟单元用于接收第一工控机发送的模拟信号的指令，包括模拟信号的种类、模拟信号的通道数和模拟信号的数值等，并向FADEC500输出对应的模拟信号。信号采集单元用于从发动机采集信号数据，包括采集信号的种类、采集信号的通道数和采集信号的数值等信息，并发送至第一工控机。信号模拟单元的信号输出和信号采集单元的采集输入可以同时进行，互不干涉。第一工控机使用RS232总线接口与信号模拟采集单元通讯。经试验，对本发明的测试控制系统300利用信号模拟采集单元的采集功能对模拟输出进行回测，对模拟输出进行补充校准，通过通讯控制减少了干扰，大大提高了信号的精度，mV输出和测量精度可达到0.003mV、Ω输出和测量精度可达到0.02Ω。

本发明中信号模拟采集单元采用模拟采集器来实现热电偶、热电阻信号模拟和采集，既能实现航空发动机温度信号的模拟，又能实现航空发动机温度信号的采集，并且精度高、智能化、经济可行。

从FADEC500的角度看，测试控制系统300构成一台带传感器和执行机构的被控发动机。测试控制系统300还用于模拟发动机力矩马达、电磁阀等执行机构。

进一步地，信号模拟单元包括模拟量输出模块、数字量输出模块、频率量输出模块，用于读取操作指令，并发送相应控制指令。信号采集单元包括模拟量输入模块、数字量输入模块、频率量输入模块。在本发明中，模拟量输出模块为模拟量输出板卡、数字量输出模块为数字量输出模块板卡、频率量输出模块为频率量输出板卡、模拟量输入模块为模拟量输入板卡、数字量输入模块为数字量输入板卡、频率量输入模块为频率量输入板卡，以上板卡安装在第一工控机的PCI卡槽上。本发明的测试控制系统300可读取操作指令，实现FADEC500开关量、模拟量的实时采集，模型数据的实时采集，发送相应控制指令，显示相应数据至界面。具体地，具体功能如下：

1)读取操作指令，如：上电，假起动，起动，起动主发，停车等指令；

2)FADEC500开关量、模拟量的实时采集，如转速、温度、电压、电液等信号；

3)模型数据的实时采集，发送相应控制指令。

进一步地，本发明的测试控制系统300还包括测试任务管理单元，用于测试任务管理，实时记录测试过程数据，并显示测试过程参数及测试结果。

本发明的测试控制系统300具备良好的图形化界面，符合操作人员的操作习惯。测试任务管理单元可向测试人员显示测试过程参数及测试结果，实时记录测试过程数据，测试异常时能以显著方式显示、标记。

本发明的测试控制系统300还包括数据库，用于记录测试系统处理的所有信息。具体地，数据库的功能包括：1)创建或打开已有FADEC500信息记录，含FADEC500代号及FADEC500其他一些信息(按需)，以明确测试FADEC500的状态；2)记录FADEC500测试信息；3)记录接收到的界面控制指令；4)回放测试数据。

进一步地，本发明的测试控制系统300还包括发动机及附件模型单元，用于嵌入发动机及附件数学模型，实现FADEC500的闭环控制测试。本发明的测试控制系统300嵌入了发动机及附件简易数学模型以实现FADEC500的闭环控制测试，本发明的发动机及附件数学模型主要依据某发动机的基本工作原理和航空发动机的部件法建模技术建立而成。该模型的输入参数是飞行高度(H)、马赫数(Ma)、燃油流量、油门杆、状态杆，在保证发动机共同工作条件下输出参数转子转速、功率、各截面气动参数及性能参数。建立发动机及附件数学模型，主要需要完成以下三个方面的工作：

a)根据发动机气动热力学特性和部件特性，建议各部件的数学模型；

b)沿整体发动机内部流道，根据流量连续、功率平衡及转子动力学等原理建立反映发动机稳态、动态工作过程的数学模型，即描述各部件之间相互作用的一系列共同工作议程；

c)求解共同工作方程组，即得到整个发动机的共同工作点。

本发明的发动机及附件数学实时模型程序依据最后在Matlab的Simulink中使用的S函数形式，包含的发动机模型主要函数有：

模型变量的初始化子程序、进气道性能计算子程序、低压压气机性能计算子程序、高压压气机性能计算子程序、燃烧室性能计算子程序、高压涡轮性能计算子程序、低压涡轮性能计算子程序、动力涡轮性能计算子程序、喷管性能计算子程序、计算设计点、计算飞行包线。

进一步地，为了提高仿真结果的置信度需要建立执行机构的模型，进行核心机模型扩展。核心机模型扩展环节主要包括燃调执行机构模型、螺调执行机构模型以及P2.2执行结构模型。由于PEC中控制量为桨叶角而模型螺旋桨功率计算使用的是桨距角，因此需要在两者之间进行转换。从功率角度考虑，正负桨叶角消耗功率相同，转换公式为：

Beta＝abs(Beta)；

ANV＝0.342105263157895*Beta。

根据实际测试需要，通过上述公式将浆叶角和浆距角进行转换，以适应建立的执行机构模型。

进一步地，本发明的测试控制系统300还包括故障模拟单元，用于模拟发动机中的传感器、执行机构、连接线路、伺服控制回路的故障。故障模拟单元模拟的故障包括加载故障、交叉检查故障、间断故障、自检故障、信号不匹配故障、漂移故障、增益故障等。

进一步地，本发明的测试控制系统300还包括数据处理单元，用于处理信号采集单元所接收的信号数据。更进一步地，数据处理单元包括：

参数解析子单元，用于将采集到的数据按照FADEC500要求进行解析；

参数显示子单元，用于将解析后的参数在用户界面上实时显示，参数显示子单元将解析后的参数在用户界面上分表盘、方框、状态指示、曲线等格式实时显示，用户可配置所需显示的曲线及其属性，具体显示见用户界面；

数据存储子单元，用于对解析后的数据进行分析处理、完全存储；

数据回放功能子单元，用于根据数据采集的时间、FADEC500状态来筛选回放测试数据

报表生成子单元，用于对测试过程生成的数据按FADEC500验收要求，对相应测试项目和数据进行报表生成，便于验收、打印。

本发明中，航电模拟系统100主要功能是模拟飞机上与ARINC429总线相连的大气数据计算机系统(ADU)、发动机指示和空勤告警系统(EICAS)、与RS422总线相连的发动机监控器(EMU)和FADEC500进行通讯，传递大气、发动机控制指令和相关参数，实时接收、保存FADEC500传送的发动机工作参数及告警信号，并以实测值、文字信息或曲线形式显示。

参照图3和图4，航电模拟系统100包括第二工控机、大气数据计算机系统模拟单元、发动机指示和空勤告警模拟单元、发动机监控器模拟单元，大气数据计算机系统模拟单元、发动机指示和空勤告警模拟单元通过ARINC429通信板卡与第二工控机通讯连接，发动机监控模拟单元通过RS422通信板卡与第二工控机通讯连接。

本发明的航电模拟系统100可模拟ADU功能。具体地，大气数据计算机系统模拟单元(ADU模拟单元)用于模拟机载两台大气数据计算机系统(ADU)经ARINC429总线向FADEC500传递大气数据，大气数据主要包括高度、静压、动压、真空速、指示空速、静温、马赫数等。操作员由用户界面选择输入大气参数方式(手动或自动)，系统采集用户配置，并将参数封装为对应的ARINC429数据，发送至FADEC500。

发动机指示和空勤告警模拟单元(EICAS模拟单元)用于模拟EICAS功能，用于采集发动机操作指令并封装为ARINC429数据发送给FADEC500。具体地，发动机指示和空勤告警模拟单元定时采集车台操作指令(离散量输入)，封装为ARINC429数据，发送给FADEC500。控制回路中，采用结构简单的机械式开关构成节点输入回路，节点的通断存在着触点抖动所引起的噪声问题，必须在采集过程中消除抖动干扰，采用软硬件结合的方法消除抖动干扰。

发动机指示和空勤告警模拟单元还用于接收FADEC500传输的ARINC429数据并解析为发动机参数和状态信息，并以表盘、表格、曲线或者文本形式显示。

发动机指示和空勤告警模拟单元还用于提取FADEC500传输的ARINC429数据中包含的驱动执行指令，根据驱动执行指令点亮相应指示灯，并在规定的响应时间内反馈给FADEC500。

发动机指示和空勤告警模拟单元还用于将操作员设置的远程发动机参数并发送至FADEC500。具体地，包括以下两种方式：

a)操作员由用户界面设置并确认2#发动机参数，系统采集用户配置的2#发动机参数，并将参数封装为对应的远程FADEC500数据包，发送至FADEC500。

b)操作员由用户界面选择自动设置2#发动机参数，系统将本地FADEC500发送的远程参数直接转化为2#发动机FADEC500数据包，发送至FADEC500。

发动机指示和空勤告警模拟单元还用于以指定时间周期和格式保存FADEC500发送的ARINC429数据。

本发明中，发动机监控器模拟单元(EMU模拟单元)用于模拟EMU功能，其接收FADEC500经RS422传输的发动机参数和螺旋桨参数并进行显示，以及用于以指定时间周期保存FADEC500发送的RS422数据。

具体地，发动机监控器模拟单元的功能包括：

a)接收FADEC500经RS422传输的发动机、螺旋桨参数，所有数据量以数字表格形式显示，所有离散量均以列表、文本形式在副界面显示，主界面仅提示关键性故障信号，其余RS422通讯协议中的离散量信息应能在副界面中以文本形式显示以备查看；

b)以指定时间周期保存FADEC500发送的所有RS422数据；

c)数据回放功能。具体地，可选择以指定的发动机序号、试车类型、试车时间、发动机状态回放数据，以表盘、表格、曲线、文本形式显示历史数据。

PEC模拟系统200主要功能模拟螺旋桨控制器与FADEC500进行RS422通信，接收FADEC500的控制指令，向FADEC500发送螺旋桨控制器工作状态和健康状况。

如图5所示，PEC模拟系统200包括第三工控机、状态参数采集发送单元、控制指令接收单元和模拟控制单元，状态参数采集发送单元和控制指令接收单元通过RS422通信板卡与第三工控机通讯连接，模拟控制单元与控制指令接收单元连接。

状态参数采集发送单元用于通过第三工控机经测试控制系统300定时采集螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，并封装为RS422数据发送给FADEC500。控制指令接收单元用于通过第三工控机经测试控制系统300接收FADEC500发出的控制指令，模拟控制单元用于接收由控制指令接收单元接收的控制指令，并根据控制指令模拟实现螺旋桨的控制以及桨叶角执行机构的闭环控制。

本发明中，PEC模拟系统200的功能是根据状态杆CLA和功率杆PLA判断发动机的状态，实现螺旋桨的控制，并实现桨叶角执行机构的闭环控制。PEC模拟系统200与FADEC500通信，接收PLA、P0、T1.5、Qt等信号，给FADEC500发送桨叶角、相角等数据。在软件的运行过程中，实现各种数据的图形化显示和回放。PEC模拟系统200的软件采用Microsoft Visual C++、Measurement Studio开发，为FADEC500的测试与仿真提供模拟的螺旋桨控制功能、桨叶角执行机构控制功能和与FADEC500通信功能。

本发明的硬件设备包括工控机(包括显示器、键盘鼠标)、ARINC429通讯板卡、RS422通讯板卡、数字量输出板卡、数字量输入板卡、模拟量输出板卡、模拟量输入板卡、频率量输出板卡、频率量输入板卡、变送器、模拟负载、接线端子和连接电缆等。ARINC429通讯板卡、RS422通讯板卡、数字量输出板卡、数字量输入板卡、模拟量输出板卡、模拟量输入板卡、频率量输出板卡、频率量输入板卡等安装在计算机的PCI卡槽上。变送器、模拟负载、接线端子等安装在机柜中，机柜与FADEC500产品通过连接电缆相连，连接电缆采用屏蔽双绞线进行制作。航电模拟系统100、测试控制系统300和PEC模拟系统200采用屏蔽网线连接，可以有效屏蔽外界的电磁干扰。除此之外工控机上还要安装操作系统软件、板卡驱动软件、LabWindows/CVI软件、LabVIEW软件和SQL数据库软件等。

本发明的自动测试系统中，从FADEC500的角度看，测试控制系统300构成一台带传感器和执行机构的被控发动机。测试控制系统300采集FADEC500输出的驱动执行机构的控制信号，并将这些信号转换后提供给发动机数学模型，发动机数学模型通过计算后，输出发动机参数值，然后将这些参数值转换为相应的传感器信号，提供给FADEC500，操作人员可通过航电模拟系统100、PEC模拟系统200进行模拟发动机操作。

测试控制系统300通过监视软件、航插电缆、适配器等监控FADEC500的运行状态，如此构成一个测试系统。测试控制系统300还提供了测试流程操作的控制和指示功能，满足FADEC500试验测试项目的要求。

本发明主要根据某发动机及FADEC500特性，建立真实发动机及附件模型，通过模拟其工作环境，为其提供正常工作所需的发动机转速、计量阀位置、压力和温度等传感器模拟量信号、数字量信号、飞机航电系统及远程发动机的参数对某发动机控制器进行自动化检测。并能以良好的图形化界面向测试人员显示测试过程参数及测试结果，实时记录测试过程数据、报警、报错、自动生成测试报表等功能。

本发明运用多线程、虚拟仪器、数据库、ARINC429和RS422总线等技术方法，提出了一种用于FADEC的自动测试系统，自动化、信息化水平高，测量精度高，信号处理范围广，实时性强，操作简单，人机界面友好的自动测试系统。本发明的自动测试系统是国内为数不多的全权限双通道数字电子控制器(FADEC)的测试设备，达到国内领先水平，并为拓展该领域自动测试技术的应用奠定了基础。本发明解决了FADEC试验测试维护难题，大大减少了工作人员工作强度与工作难度，节约了试验测试的时间，提高了试验测试效率，为部队飞行训练安全提供了有力保障。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于FADEC的自动测试系统，用于对待测的FADEC(500)进行自动化测试，其特征在于，包括航电模拟系统(100)、PEC模拟系统(200)、测试控制系统(300)和接口适配器(400)，所述航电模拟系统(100)、所述PEC模拟系统(200)分别与所述测试控制系统(300)通讯连接，所述测试控制系统(300)通过所述接口适配器(400)与FADEC(500)连接，

所述航电模拟系统(100)用于模拟大气数据、发动机操作指令和参数、监控发动机状态并经所述测试控制系统(300)传送至FADEC(500)，以及用于经所述测试控制系统(300)接收FADEC(500)发送的发动机工作参数及告警信号并进行显示；

所述PEC模拟系统(200)用于模拟螺旋桨控制器，经所述测试控制系统(300)向FADEC(500)发送螺旋桨控制器的工作状态和健康状态，以及用于经所述测试控制系统(300)接收FADEC(500)的控制指令；

所述测试控制系统(300)用于模拟被控发动机，为FADEC(500)提供工作所需的发动机传感器对应的模拟信号和执行机构、嵌入发动机及附件模型、管理测试任务并根据测试任务控制模拟信号的输出、完成信号采集。

2.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述测试控制系统(300)包括第一工控机及信号模拟采集单元，所述信号模拟采集单元通过通信电缆与所述第一工控机连接，所述第一工控机用于向信号模拟采集单元发送模拟信号的指令并由信号模拟采集单元输出模拟信号至FADEC(500)，以及读取信号模拟采集单元从发动机采集的信号数据。

3.根据权利要求2所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述信号模拟采集单元包括信号模拟单元、信号采集单元和通讯接口单元，所述通讯接口单元与所述第一工控机通过RS232接口通讯连接，所述信号采集单元和所述信号模拟单元分别与所述通讯接口单元连接；

所述信号模拟单元用于接收所述第一工控机发送的模拟信号的指令，并向FADEC(500)输出对应的模拟信号；

所述信号采集单元用于从发动机采集信号数据，并发送至所述第一工控机。

4.根据权利要求3所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述信号模拟单元包括模拟量输出模块、数字量输出模块和频率量输出模块，用于读取操作指令，并发送相应控制指令；

所述信号采集单元包括模拟量输入模块、数字量输入模块和频率量输入模块。

5.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述测试控制系统(300)包括测试任务管理单元，用于测试任务管理，实时记录测试过程数据，并显示测试过程参数及测试结果；

所述测试控制系统(300)包括发动机及附件模型单元，用于嵌入发动机及附件数学模型，实现FADEC(500)的闭环控制测试。

6.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述测试控制系统(300)包括故障模拟单元，用于模拟发动机中的传感器、执行机构、连接线路、伺服控制回路的故障；

所述故障模拟单元模拟的故障包括加载故障、交叉检查故障、间断故障、自检故障、信号不匹配故障、漂移故障、增益故障。

7.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述测试控制系统(300)还包括数据处理单元，用于处理信号采集单元所接收的信号数据，所述数据处理单元包括：

参数解析子单元，用于将采集到的数据按照FADEC(500)要求进行解析；

参数显示子单元，用于将解析后的参数在用户界面上实时显示；

数据存储子单元，用于对解析后的数据进行分析处理、完全存储；

数据回放功能子单元，用于根据数据采集的时间、FADEC(500)状态来筛选回放测试数据；

报表生成子单元，用于对测试过程生成的数据按FADEC(500)验收要求，对相应测试项目和数据进行报表生成。

8.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述模拟信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、计量阀位置信号、压力信号和温度信号；

所述执行机构包括发动机力矩马达、电磁阀。

9.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述航电模拟系统(100)包括第二工控机、大气数据计算机系统模拟单元、发动机指示和空勤告警模拟单元、发动机监控器模拟单元，所述大气数据计算机系统模拟单元、所述发动机指示和空勤告警模拟单元通过ARINC429通信板卡与所述第二工控机通讯连接，所述发动机监控模拟单元通过RS422通信板卡与所述第二工控机通讯连接，

所述大气数据计算机系统模拟单元用于模拟机载两台大气数据计算机系统经ARINC429总线向FADEC(500)传递大气数据，所述大气数据包括高度、静压、动压、真空速、指示空速、静温、马赫数；

所述发动机指示和空勤告警模拟单元用于采集发动机操作指令并封装为ARINC429数据发送给FADEC(500)，以及用于接收FADEC(500)传输的ARINC429数据并解析为发动机参数和状态信息，并以表盘、表格、曲线或者文本形式显示；所述发动机指示和空勤告警模拟单元还用于提取FADEC(500)传输的ARINC429数据中包含的驱动执行指令，根据驱动执行指令点亮相应指示灯，并在规定的响应时间内反馈给FADEC(500)；所述发动机指示和空勤告警模拟单元还用于将操作员设置的远程发动机参数并发送至FADEC(500)；所述发动机指示和空勤告警模拟单元还用于以指定时间周期和格式保存FADEC(500)发送的ARINC429数据；

所述发动机监控器模拟单元用于接收FADEC(500)经RS422传输的发动机参数和螺旋桨参数并进行显示，以及用于以指定时间周期保存FADEC(500)发送的RS422数据。

10.根据权利要求1所述的用于FADEC的自动测试系统，其特征在于，

所述PEC模拟系统(200)包括第三工控机、状态参数采集发送单元、控制指令接收单元和模拟控制单元，所述模拟控制单元、状态参数采集发送单元和所述控制指令接收单元通过RS422通信板卡与所述第三工控机通讯连接，所述模拟控制单元与所述控制指令接收单元连接，其中，

所述状态参数采集发送单元用于通过所述第三工控机经所述测试控制系统(300)定时采集螺旋桨控制器的工作状态和健康状况，并封装为RS422数据发送给FADEC(500)；

所述控制指令接收单元用于通过所述第三工控机经所述测试控制系统(300)接收FADEC(500)发出的控制指令，

所述模拟控制单元用于接收由所述控制指令接收单元接收的控制指令，并根据控制指令模拟实现螺旋桨的控制以及桨叶角执行机构的闭环控制。