CN112046785A - 螺旋桨-调速系统附件综合测试系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋桨‑调速系统附件综合测试系统及其控制方法，所述系统包括：提供测试用滑油的油箱组件；测试螺旋桨‑调速系统附件密封性的流体静压测试系统，分别与油箱组件和螺旋桨‑调速系统附件连接；分别与油箱组件和螺旋桨‑调速系统附件连接的流体动态测试系统，包括用于测试螺旋桨‑调速系统附件进油口压力的调速器进油组件和用于测试螺旋桨‑调速系统附件出油口压力及流量的调速器供油组件；自动控制系统，包括控制器以及与控制器连接的数据采集组件，数据采集组件分别与油箱组件、调速器进油组件和调速器供油组件连接。本发明能够有效对螺旋桨‑调速系统附件进行性能检测和故障诊断，极大提高维护工作效率，节约维护成本。

Description

螺旋桨-调速系统附件综合测试系统及其控制方法

技术领域

本发明属于航空设备测试技术领域，涉及螺旋桨-调速系统附件测试技术，具体地说，涉及一种螺旋桨-调速系统附件综合测试系统及其控制方法。

背景技术

螺旋桨-调速系统是螺旋桨飞机的螺旋桨操纵系统，主要由螺旋桨与发动机调速器及其配套附件组成的飞机动力调节系统，在发动机所有工作状态和所有飞行状态下，通过调速器中的离心机构(由发送机带动)，感受发动机的转速偏离，给螺旋桨变距机构输送液压信号，改变桨叶角，保持螺旋桨需要扭矩和发动机输出扭矩之间的平衡，从而维持发动机工作转速恒定。而发动机的转速调节和配套螺旋桨变距，都是由调速器及附件控制完成的。因此，螺旋桨-调速系统工作性能的好坏直接关系到发动机性能的发挥，甚至影响到飞行任务的完成。而对螺旋桨-调速系统附件的测试是保证调速系统工作性能的重要手段。

目前，装备涡轮螺旋桨飞机的使用单位，对螺旋桨-调速系统及其附件在航前、航后使用维护中，由于缺乏专用的综合检测设备，无法实现故障后、附件装机前和定期检修时对其性能参数的检测和调整工作。螺旋桨-调速系统附件发生故障后只能采用飞机地面试车的方法进行判断分析和故障定位，安全风险高，导致人员和资源浪费，尤其是调速器等附件发生故障后只能返回地方工业部门进行故障定位和检测维修，造成机件返修周期长、费用高，维护工作效率低，严重影响了飞机的地面准备时间和完好率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的维护工作效率低等上述问题，提供了一种螺旋桨-调速系统附件综合测试系统及其控制方法，能够有效对螺旋桨-调速系统附件进行性能检测和故障诊断，极大提高维护工作效率，节约维护成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，包括：

油箱组件，用于提供测试用滑油；

流体静压测试系统，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的密封性；

流体动态测试系统，包括：

调速器进油组件，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的进油口压力；

调速器供油组件，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的出油口压力及流量；

自动控制系统,包括控制器以及与控制器连接的数据采集组件，所述数据采集组件分别与油箱组件、调速器进油组件和调速器供油组件连接。

优选的，所述油箱组件包括：

滑油箱，设有加油口和放油口，加油口位于滑油箱顶部，放油口位于滑油箱下部，放油口处设有放油球阀；

加热器，设于滑油箱内，与所述控制器电连接；

液位温度计，设于滑油箱内。

优选的，所述流体静压测试系统包括与滑油箱连接的手摇泵、与手摇泵连接的耐压测试组件以及与螺旋桨-调速系统附件连接的耐压出油接嘴，所述耐压出油接嘴通过第一出油管路与手摇泵连通；所述耐压测试组件包括：

第一调压开关，连接于第一出油管路与滑油箱之间；

量程为0-25MPa的高压压力表，与第一出油管路连通；

第一截止开关，与第一出油管路连通；

量程为0-6MPa的中压压力表，与第一截止开关连通；

第二截止开关，与第一出油管路连通；

量程为0-0.4MPa的低压压力表，与第二截止开关连通。

优选的，所述调速器进油组件包括：

进油泵电机组件，包括与滑油箱连通的滑油进油泵和与滑油进油泵连通的进油泵电机，所述进油泵电机与所述控制器电连接；

第一测压接嘴，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第二出油管路与进油泵电机组件连通；

第一比例调节阀，连接于滑油箱与第一测压接嘴之间，并通过数字量输入输出模块与所述控制器电连接；

第一压力表，与第二出油管路连通；

第二调压开关，连接于滑油箱与第二出油管路之间。

优选的，所述调速器供油组件包括：

进油开关组件，与进油泵电机组件连通；所述进油开关组件包括并联连接的第一进油球阀和电磁阀，所述电磁阀与所述控制器电连接；

调速器组件，包括调速器和与调速器连接的主轴电机，所述调速器与进油开关组件连通，所述主轴电机与所述控制器电连接；

第二测压接嘴，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第三出油管路与调速器连通；

第二比例调节阀，与滑油箱连通，并通过数字量输入输出模块与所述控制器电连接；

转换阀，连接于第二比例调节阀与第二测压接嘴之间，并与所述控制器电连接；

第二压力表，与第三出油管路连通。

进一步的，所述调速器进油组件还包括第一安全溢流阀和第一蓄能器，第一安全溢流阀连接于滑油箱与第二出油管路之间，第一蓄能器与第二出油管路连通；所述调速器供油组件还包括第二安全溢流阀和第二蓄能器，第二安全溢流阀连接于之间调速器的进油口和出油口之间，第二蓄能器与第三出油管路连通。

进一步的，所述流体动态测试系统还包括接油组件，所述接油组件包括工作油池以及通过输油管路与工作油池连接的接油油箱，所述工作油池位于调速器下方，所述输油管路上设有第二进油球阀。

优选的，所述数据采集组件包括：

第一压力变送器，连接于第二出油管路与第一压力表之间，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

第二压力变送器，连接于第三出油管路与第二压力表之间，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

温度变送器，设于滑油箱内，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

第一流量变送器，连接于第二比例调节阀与转换阀之间，并与控制器电连接；

第二流量变送器，连接于第二比例调节阀与转换阀之间，与第一流量变送器并联连接，并与控制器电连接。

进一步的，所述自动控制系统还包括与控制器连接的触摸屏以及与触摸屏连接的打印机。

进一步的，还包括机电附件测试系统，所述机电附件测试系统包括：

交流电输入端，与外部220V交流电连接；

交流母线，与交流电输入端连接；

交流电源开关，设于交流母线上，位于交流电输入端处，交流电源开关与交流电输入端之间连接保险丝管RD；

照明电路，与交流母线连接，所述照明电路包括串联连接的照明灯和照明灯开关；

交流电压检测电路，与交流母线连接，所述交流电压检测电路包括并联连接的交流电压表和交流电源信号灯；

直流稳压电路，与直流电压表连接，所述直流稳压电路包括串联连接的直流电源开关和直流电源信号灯，直流电源信号灯接地；

直流检测电路，包括用于检测直流电压的直流电压表和用与检测直流电流的直流电流表,直流电压表并联于直流稳压电路中，直流电压表接地；直流电流表串联于直流稳压电路中；

信号指示电路，包括直流稳压电路连接的分流器和由多路指示灯电路并联组成的并联电路，所述分流器与所述并联电路串联连接，每路指示灯电路均包括串联连接的控制开关和指示灯；

计时电路，包括依次串联连接的微电脑计时器、手动计时开关以及计时指示灯，微电脑计时器与交流母线连接，手动计时开关与直流稳压电路连接，计时指示灯接地。

进一步的，还包括滑油泵站和主体操纵台，所述滑油泵站与主体操纵台之间通过输油管路和电缆连接；所述滑油泵站包括泵站框架，所述油箱组件、进油泵电机组件、调速器组件、各安全阀、各蓄能器均安装于所述泵站框架内；所述主体操纵台包括：

操纵台体，手摇泵设于操纵台体一侧,所述耐压测试组件、各调压开关、各测压接嘴、各压力表、转换阀、机电附件测系统、控制器、各压力变送器和流量变送器、触摸屏以及打印机均设于操纵台体内；

主操纵面板，设于操纵台体上部，所述主操纵面板上设有上部压力表指示区、中部自动控制操纵区和机电附件电气操纵区、下部开关区和接嘴区；

试验油池，设于操纵台体中部；

盖板，放置于试验油池上。

优选的，所述泵站框架和操纵台体的底部均设有轮子，且底部四角均设有撑地螺杆；所述操纵台体下部前侧设有前门，操纵台体后侧设有敞开式后门。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种用于上述螺旋桨-调速系统附件综合测试系统的控制方法，采用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，其具体步骤为：模拟被测试附件调速器在发动机各种工作状态下的性能特性、运动规律以及状态变量，使用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，将自适应调整参数的模块的输入简化为两个，只保留输入误差e、误差变化率

分别建立PID三个参数的模糊规则表，依据模糊规则精确控制并自动调节进油泵电机和主轴电机的工作转速，输出滑油进油泵和被测试附件调速器在各种工作状态下所需的扭矩或功率；

采用多变量解耦控制对滑油进油泵进行流量和压力控制，其具体步骤为：依据滑油进油泵的转速与比例调节阀负载的变化规律建立动力机构的数学模型，利用滑油进油泵的流量方程，构建以压力、流量和功率三者或两者之间的耦合控制系统，设定P调节、N调节和Q调节的判断节点值Pref1和判断节点值Pref2，当流体动态测试系统压力P_P小于等于判断节点值Pref1时进行Q调节；当流体动态测试系统压力P_P大于判断节点值Pref1小于判断节点值Pref2时，进行N调节；当流体动态测试系统压力P_P等于判断节点值Pref2时，进行P调节，最终自动调节被测试附件调速器工作所需的大距、定距和小距油压；同时根据流体动态测试系统压力的变化，自动控制调节滑油进油泵进口油液流量以及流体动态测试系统回油流量的增加或减少，实时输出螺旋桨变距所需油液压力和流量。

采用二分跟踪法对压力进行控制，具体步骤为：将测量的压力信号与设定压力信号比较，当压力信号超过设定压力信号时，读取当前调速器的转速值n_pc，取n_pc与零之间的中间值n_pm1，将n_pm1标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速；然后再取压力信号与设定压力信号比较，如比较值大于零则说明调速器的输出流量过多，取n_pm1与零之间的中间值n_pm2，即下段的中间值，反之，则说明调速器的输出流量不够，取n_pc与n_pm1，之间的中间值n_pm2，即上段的中间值，将n_pm2标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速，重复上述过程，最终搜索到一个与压力匹配的调速器转速n_pe。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

(1)本发明能够对涡轮螺旋桨飞机的螺旋桨-调速系统附件进行性能检测和故障诊断。能够充分模拟调速器等附件在飞机上的工作环境，通过地面综合检测、调整和故障快速诊断，提高机务人员维护工作效率，降低劳动强度，保证工作安全，节约维护成本，使调速器及附件的工作特性符合要求，满足装机使用条件，可缩短维修周期，降低维修费用，提高飞机的完好率，保证飞机准时参加航线任务需求。

(2)本发明具有自动和手动两种控制方式，并具有操作方便和便于使用的特点。采用先进的嵌入式微计算机、变频调速与伺服调节技术、流体传动与控制技术、模糊自适应PID控制技术和多变量解耦调节技术，实现对调速器供油滑油压力、供油流量、平衡转速、气密性、协调性、工作电压与电流等附件参数的自动检测、性能调整，数据的实时处理、储存显示及打印，达到对涡轮螺旋桨-调速系统附件进行故障诊断和检测调整，恢复其技术性能的目的。

(3)本发明通过接口转换与测试软件扩展，可直接推广应用于其他型号的涡轮螺旋桨飞机的单位以及飞机附件的修理工厂，具有显著的经济效益和推广价值。

附图说明

图1为本发明实施例流体静态测试系统和流体动态测试系统原理图；

图2为本发明实施例流体静态测试系统原理图；

图3为本发明实施例流体动态测试系统原理图；

图4为本发明实施例自动控制系统结构框图；

图5为本发明实施例机电附件测试系统的电气原理图；

图6为本发明实施例螺旋桨-调速系统附件综合测试系统中滑油泵站与主体操纵台的安装示意图；

图7为本发明实施例滑油泵站的结构示意图；

图8为本发明实施例主体操纵台的外部结构示意图。

图中，1、油箱组件，101、滑油箱，102、加油口，103、放油球阀，104、加热器，105、液位温度计，2、流体静压测试系统，201、手摇泵，202、耐压出油接嘴，203、第一出油管路，204、第一调压开关，205、高压压力表，206、第一截止开关，207、中压压力表，208、第二截止开关，209、低压压力表，210、单向阀，211、精密油滤，212、吸油油滤，213、球阀，31、调速器进油组件，3101、进油泵电机组件，3101-1、滑油进油泵，3101-2、进油泵电机，3102、第一测压接嘴，3103、第二出油管路，3104、第一比例调节阀，3105、第一压力表，3106、第二调压开关，3107、吸油油滤，3108、球阀，3109、第一安全溢流阀，3110、第一蓄能器，32、调速器供油组件，3201、第一进油球阀，3202、电磁阀，3203、调速器组件，3203-1、调速器，3203-2、主轴电机，3204、第二测压接嘴，3205、第三出油管路，3206、第二比例调节阀，3207、转换阀，3208、第二压力表，3209、第二安全溢流阀，3210、第二蓄能器，3211、细油滤，3301、工作油池，3302、接油油箱，3303、第二进油球阀，4、自动控制系统，401、控制器，402、数字量输入输出模块，403、第一压力变送器，404、模拟量输入输出模块，405、第二压力变送器，406、温度变送器，407、第一流量变送器，408、第二流量变送器，409、触摸屏，410、打印机，5、机电附件测试系统，6、滑油泵站，601、泵站框架，7、主体操纵台，701、操纵台体，702、主操纵面板，7021、压力表指示区，7022、自动控制操纵区，7023、机电附件电气操纵区，7024、开关区，7025、接嘴区，703、试验油池，704、前门，8、输油管路，9、电缆，10、轮子。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1至图4，本发明实施例提供了一种螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，包括：

油箱组件1，用于提供测试用滑油；

流体静压测试系统2，分别与油箱组件1和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的密封性；

流体动态测试系统，包括：

调速器进油组件31，分别与油箱组件1和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的进油口压力；

调速器供油组件32，分别与油箱组件1和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的出油口压力及流量；

自动控制系统4,包括控制器401以及与控制器401连接的数据采集组件，所述数据采集组件分别与油箱组件、调速器进油组件和调速器供油组件连接。

继续参见图1、图4，所述油箱组件1包括：

滑油箱101，设有加油口102和放油口，加油口102位于滑油箱101顶部，放油口位于滑油箱101下部，放油口处设有放油球阀103；

加热器104，设于滑油箱101内，与所述控制器401电连接；

液位温度计105，设于滑油箱101内。

继续参见图1、图2，所述流体静压测试系统2包括与滑油箱101连接的手摇泵201、与手摇泵201连接的耐压测试组件以及与螺旋桨-调速系统附件连接的耐压出油接嘴202，所述耐压出油接嘴202通过第一出油管路203与手摇泵201连通；所述耐压测试组件包括：

第一调压开关204，连接于第一出油管路203与滑油箱101之间；

量程为0-25MPa的高压压力表205，与第一出油管路203连通；

第一截止开关206，与第一出油管路203连通；

量程为0-6MPa的中压压力表207，与第一截止开关206连通；

第二截止开关208，与第一出油管路203连通；

量程为0-0.4MPa的低压压力表209，与第二截止开关208连通。

流体静压测试系统进行静压测试时，通过手摇泵将滑油箱中的航空滑油增压后供测试用，工作压力为0-10.78MPa，最大输出力可达22MPa。采用高、中、低压力表进行耐压试验，满足不同压力测试分布要求。耐压测试组件还设有第一截止开关与第二截止开关，保证中、低压压力表不被破坏。此外，耐压测试完成后通过第一调压开关进行卸荷。通过上述流体静压测试系统可以完成螺旋桨-调速系统附件的高低压密封性测试。

具体地，手摇泵201与耐压出油接嘴202之间的第一出油管路203上依次顺序设有单向阀210和精密油滤211。单向阀210的作用是保证油液从滑油箱经手摇泵增压后，去流体静压测试系统工作，在被测试附件进行密封试验时防止流体静压测试系统中的油液倒流，影响试验的精度。精密油滤211是保证油液的过滤精度在5μm以上，防止灰尘、杂质等污染物进入流体静压测试系统破坏被测试附件的密封装置或堵塞活门。

具体地，为了防止灰尘等污染物进入流体静压测试系统，继续参见图1、图2，在手摇泵201与滑油箱101连接的管路进口处设置吸油油滤212。

具体地，继续参见图1、图2，在手摇泵201与滑油箱101连接的管路上还设有球阀213。球阀213的作用是在流体静压测试系统工作时，打开球阀213，通过手摇泵201增压向流体静压测试系统输送一定压力的油液。在对被测试附件进行密封试验时，关闭球阀213使流体静压测试系统压力在一定时间内保持恒定，防止流体静压测试系统不密封影响检测的精度。

继续参见图1、图3、图4，并参见图6，所述调速器进油组件31包括：

进油泵电机组件3101，包括与滑油箱连通的滑油进油泵3101-1和与滑油进油泵3101-1连通的进油泵电机3101-2，所述进油泵电机3101-2与所述控制器电连接；

第一测压接嘴3102，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第二出油管路3103与进油泵电机组件3101连通；

第一比例调节阀3104，连接于滑油箱101与第一测压接嘴3102之间，并通过数字量输入输出模块402与所述控制器401电连接；

第一压力表3105，与第二出油管路3103连通；

第二调压开关3106，连接于滑油箱101与第二出油管路3103之间。

具体地，为了防止灰尘等污染物进入调速器进油组件，继续参见图1、图3，在进油泵电机组件3101与滑油箱101连接的管路进口处设置吸油油滤3107。

具体地，继续参见图1、图3，在进油泵电机组件3101与滑油箱101连接的管路上还设有球阀3108。球阀3108在进油泵电机组件3101工作时，打开球阀3108向流量动态测试系统供油，在流量动态测试系统停止工作时，关闭球阀3108，防止进油泵电机组件3101不工作时，流量动态测试系统不密封导致油液泄漏。

继续参见图1、图3，所述调速器进油组件31还包括第一安全溢流阀3109和第一蓄能器3110，第一安全溢流阀3109连接于滑油箱101与第二出油管路3103之间，第一蓄能器3110与第二出油管路3103连通。第一安全溢流阀设定调速器进油组件安全保护压力为6kg/cm²，第一蓄能器能够确保调速器进油组件压力稳定。

继续参见图1、图3、图4，并参见图6，所述调速器供油组件32包括：

进油开关组件，与进油泵电机组件3101连通；所述进油开关组件包括并联连接的第一进油球阀3201和电磁阀3202，所述电磁阀与所述控制器电连接；

调速器组件3203，包括调速器3203-1和与调速器3203-1连接的主轴电机3203-2，所述调速器3203-1与进油开关组件连通，所述主轴电机3203-2与所述控制器401电连接；

第二测压接嘴3204，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第三出油管路3205与调速器连通；

第二比例调节阀3206，与滑油箱连通，并通过数字量输入输出模块402与所述控制器401电连接；

转换阀3207，连接于第二比例调节阀3206与第二测压接嘴3204之间，并与所述控制器401电连接；

第二压力表3208，与第三出油管路3205连通。

继续参见图1、图3，所述调速器供油组件32还包括第二安全溢流阀3209和第二蓄能器3210，第二安全溢流阀3209连接于之间调速器的进油口和出油口之间，第二蓄能器3210与第三出油管路3205连通。第二安全溢流阀设定调速器供油组件的安全保护压力，用于保护调速器供油组件的安全，第一蓄能器能够确保调速器供油组件压力稳定。

具体地，在进油开关组件与进油泵电机组件3101之间的管路上设有过滤精度为5μm的细油滤3211，确保向调速器输出过滤精度为5μm的滑油。

继续参见图1、图3，所述流体动态测试系统还包括接油组件，所述接油组件包括工作油池3301以及通过输油管路与工作油池3301连接的接油油箱3302，所述工作油池3301位于调速器下方，所述输油管路上设有第二进油球阀3303。在测试完成后接收附件和管路放出的废弃滑油。

继续参见图1、图4，所述数据采集组件包括：

第一压力变送器403，连接于第二出油管路3102与第一压力表3105之间，并通过模拟量输入输出模块404与控制器401连接；

第二压力变送器405，连接于第三出油管路3205与第二压力表3208之间，并通过模拟量输入输出模块404与控制器401连接；

温度变送器406，设于滑油箱101内，并通过模拟量输入输出模块404与控制器401连接；

第一流量变送器407，连接于第二比例调节阀3206与转换阀3207之间，并与控制器401电连接；

第二流量变送器408，连接于第二比例调节阀3206与转换阀3207之间，与第一流量变送器407并联连接，并与控制器401电连接。

具体地，控制器采用PLC，完成整个系统数据采集、控制、输出控制指令等功能，能够完成整个测试系统的测试任务。

为了便于人员操作和使用，继续参见图4，所述自动控制系统还包括与控制器401连接的触摸屏409以及与触摸屏409连接的打印机410。采用触摸屏作为人机接口，可以显示测试状态，还可以完成数据的采集、判断、存储和打印功能，打印通过打印机完成。

具体地，自动控制系统中还设有直流电源，分别给电磁阀、转向阀以及比例调节阀供电，供电电压为直流24V。

继续参见图4，并参见图5，上述测试系统还包括机电附件测试系统5，所述机电附件测试系统5包括：

交流电输入端，与外部220V交流电连接；

交流母线，与交流电输入端连接；

交流电源开关，设于交流母线上，位于交流电输入端处，交流电源开关K1与交流电输入端之间连接保险丝管FU；

照明电路，与交流母线连接，所述照明电路包括串联连接的照明灯RD和照明灯开关K2；

交流电压检测电路，与交流母线连接，所述交流电压检测电路包括并联连接的交流电压表ACV和交流电源信号灯D1；

直流稳压电路，与直流电压表DCA连接，所述直流稳压电路包括串联连接的直流电源开关K3和直流电源信号灯D2，直流电源信号灯D2接地；

直流检测电路，包括用于检测直流电压的直流电压表DCV和用与检测直流电流的直流电流表DCA,直流电压表DCV并联于直流稳压电路中，直流电压表DCV接地；直流电流表DCA串联于直流稳压电路中；

信号指示电路，包括直流稳压电路连接的分流器H1和由四路指示灯电路并联组成的并联电路，所述分流器H1与所述并联电路串联连接，每路指示灯电路均包括串联连接的控制开关和指示灯；

计时电路，包括依次串联连接的微电脑计时器MD、手动计时开关K4以及计时指示灯D3，微电脑计时器MD与交流母线连接，手动计时开关K4与直流稳压电路连接，计时指示灯D3接地。

机电附件测试系统外接220V交流电作为输入电源，交流电由交流电输入端经保险丝管FU后达到交流电源开关K1，交流电源开关K1打开后，分别给直流稳压电路、照明电路、交流电压表ACV、计时电路输入220V交流电，输入电源电压由交流电压表ACV指示。220V交流电经直流稳压电路整流后，可获得电压0-30V、预置电流0-10A的直流电到达直流电源开关K3，同时还作为指示灯的工作电源，闭合各控制开关后对应的指示灯亮，闭合直流电源开关K3，可向控制开关送电，直流稳压电路电压由直流电压表指示。220V交流电到微电脑计时器MD，当闭合手动计时开关K4后，微电脑计时器MD计时开始，若终止计时，可断开手动计时开关K4，若复位为零，可按压微电脑计时器MD上的RES微控电门。220V交流电到照明灯开关K2，当闭合照明灯开关K2时，照明灯亮，给测试系统照明。

具体地，本实施例中，继续参见图5，第一路指示灯电路为SJG-ID顺桨准备、顺桨微动指示电路，包括第一控制开关K5、顺桨准备接通指示灯D4和顺桨微动通断指示灯D5；第二路指示灯电路为YDF-26A指示灯电路，包括第二控制开关K6和YDF-26A通指示灯D6；第三路指示灯电路为WKI-1指示灯电路，包括第三控制开关K7和WKI-1通指示灯D7；第四路指示灯电路为CT-30指示灯电路，包括第四控制开关K8和CT-30通指示灯D8。

此外，为了便于安装线路，机电附件测试系统还包括总接线盘，汇集输入电路和分流输出电路。

参见图6至图8，还包括滑油泵站6和主体操纵台7，所述滑油泵站6与主体操纵台7之间通过输油管路8和电缆9连接；所述滑油泵站6包括泵站框架601，所述油箱组件、进油泵电机组件、调速器组件、各安全阀、各蓄能器均安装于所述泵站框架601内；所述主体操纵台7包括：

操纵台体701，手摇泵设于操纵台体701一侧,所述耐压测试组件、各调压开关、各测压接嘴、各压力表、转换阀、机电附件测系统、控制器、各压力变送器和流量变送器、触摸屏以及打印机均设于操纵台体内；

主操纵面板702，设于操纵台体701上部，所述主操纵面板702上设有上部压力表指示区7021、中部自动控制操纵区7022和机电附件电气操纵区7023、下部开关区7024和接嘴区7025；

试验油池703，设于操纵台体701中部；

盖板，放置于试验油池上。

具体地，触摸屏409位于自动控制操纵区7022和机电附件电气操纵区7023之间。

继续参见图6至图8，所述泵站框架601和操纵台体701的底部均设有轮子10，且底部四角均设有撑地螺杆；所述操纵台体701下部前侧设有前门704，操纵台体后侧设有敞开式后门。

上述螺旋桨-调速系统附件综合测试系统对螺旋桨-调速系统附件进行测试的过程如下：

(1)流体静压测试

检查并关闭第一调压开关204，通过导管将被测试附件进油口与耐压出油接嘴202连接，根据被测试附件的测试所需的静压测试范围，选择不同量程的压力表：

若压力范围在0-0.4MPa之间，则打开第二截止开关208，使用滑油静压0.4MPa的低压压力表209进行测试；

若压力范围在0-6MPa之间，则检查并关闭第二截止开关208，打开第一截止开关206，使用滑油静压6MPa的中压压力表207进行测试；

若压力范围在0-25MPa之间，则检查并关闭第二截止开关208和第一截止开关206，直接使用滑油静压25MPa的高压压力表205进行测试。

缓慢摇动手摇泵201，给被测试附件供压，直至达到测试压力。

若压力过大，通过逆时针方向旋开第一调压开关204，调节静压，达到所需使用测试压力之后，立即关闭第一调节开关204。

测试完成之后，先将第一调节开关204逆时针旋转到底，卸除被测试附件内部的压力直至压力表指示压力降为0之后，再断开被测试附件的管路连接。

(2)流体动态测试

流体进油压力测试：通过导管将被测试附件进油口与第一测压接嘴3102连接，控制器401控制进油泵电机3101-2工作，进油泵电机3101-2带动滑油进油泵3101-1工作，通过第一比例调节阀3104调节压力使输出压力稳定在某一恒定值，通过第一安全溢流阀3109设定调速器进油组件的安全保护压力为6kg/cm²，第一蓄能器3110确保调速器进油组件压力稳定，通过第一压力表直接指示出口压力，并通过第一压力变送器403实时向控制器401输出模拟压力信号，实现对流体进油压力测试。

测试完成之后，先将第二调节开关3106逆时针旋转到底，卸除被测试附件内部的压力直至压力表指示压力降为0之后，再断开被测试附件的管路连接。

流体供油压力及流量测试：通过导管将被测试附件进油口与第二测压接嘴3204连接，控制器401控制主轴电机3203-2工作，主轴电机3203-2带动调速器3203-1工作，通过第二比例调节阀3206调节压力使输出压力稳定在某一恒定值，第二蓄能器3210确保调速器供油组件压力稳定，第二压力变送器405实时向控制器401输出模拟压力信号，实现对流体进油压力测试。

进行流量试验时，可根据所测试附件的流量，选择所需流量传感器。当转换阀3207转至大流量管路时，第一流量变送器407(测试范围0.8-8m³/h)测试被测试附件流量；当转换阀3207转至小流量管路时，第二流量变送器408(测试范围0.04-0.25m³/h)测试被测试附件流量。

测试完成之后，先将第二调节开关3106逆时针旋转到底，卸除被测试附件内部的压力直至压力表指示压力降为0之后，再断开被测试附件的管路连接。

本发明实施例还提供了一种用于上述螺旋桨-调速系统附件综合测试系统的控制方法，采用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，其具体步骤为：模拟被测试附件调速器在发动机各种工作状态下的性能特性、运动规律以及状态变量，使用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，将自适应调整参数的模块的输入简化为两个，只保留输入误差e、误差变化率

分别建立PID三个参数的模糊规则表，依据模糊规则精确控制并自动调节进油泵电机和主轴电机的工作转速，输出滑油进油泵和被被测试附件调速器在各种工作状态下所需的扭矩或功率。

采用多变量解耦控制对滑油进油泵进行流量和压力控制，其具体步骤为：依据滑油进油泵的转速与比例调节阀负载的变化规律建立动力机构的数学模型，利用滑油进油泵的流量方程，构建以压力、流量和功率三者或两者之间的耦合控制系统，设定P调节、N调节和Q调节的判断节点值Pref1和判断节点值Pref2，当流体动态测试系统压力P_P小于等于判断节点值Pref1时进行Q调节；当流体动态测试系统压力P_P大于判断节点值Pref1小于判断节点值Pref2时，进行N调节；当流体动态测试系统压力P_P等于判断节点值Pref2时，进行P调节，最终自动调节被测试附件调速器工作所需的大距、定距和小距油压；同时根据流体动态测试系统压力的变化，自动控制调节滑油进油泵进口油液流量以及流体动态测试系统回油流量的增加或减少，实时输出螺旋桨变距所需油液压力和流量。所述滑油进油泵的流量方程表示为Q_p＝D_p·n_p-C_ip·(P_p-P_r)-C_ep·P_p，其中，Q_p为滑油进油泵的输出流量，D_p为滑油进油泵的排量，n_p为滑油进油泵的转速，C_ip为滑油进油泵的內泄系数，C_ep为滑油进油泵的外泄系数，P_p为滑油进油泵的高压管道供油压力，P_r为滑油进油泵的低压管道补油压力。

采用二分跟踪法对压力进行控制，具体步骤为：将测量的压力信号与设定压力信号比较，当压力信号超过设定压力信号时，读取当前调速器的转速值n_pc，取n_pc与零之间的中间值n_pm1，将n_pm1标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速；然后再取压力信号与设定压力信号比较，如比较值大于零则说明调速器的输出流量过多，取n_pm1与零之间的中间值n_pm2，即下段的中间值，反之，则说明调速器的输出流量不够，取n_pc与n_pm1，之间的中间值n_pm2，即上段的中间值，将n_pm2标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速，重复上述过程，最终搜索到一个与压力匹配的调速器转速n_pe。

上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，包括：

油箱组件，用于提供测试用滑油；

流体静压测试系统，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的密封性；

流体动态测试系统，包括：

调速器进油组件，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的进油口压力；

调速器供油组件，分别与油箱组件和螺旋桨-调速系统附件连接，用于测试螺旋桨-调速系统附件的出油口压力及流量；

自动控制系统,包括控制器以及与控制器连接的数据采集组件，所述数据采集组件分别与油箱组件、调速器进油组件和调速器供油组件连接。

2.如权利要求1所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述油箱组件包括：

滑油箱，设有加油口和放油口，加油口位于滑油箱顶部，放油口位于滑油箱下部，放油口处设有放油球阀；

加热器，设于滑油箱内，与所述控制器电连接；

液位温度计，设于滑油箱内。

3.如权利要求2所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述流体静压测试系统包括与滑油箱连接的手摇泵、与手摇泵连接的耐压测试组件以及与螺旋桨-调速系统附件连接的耐压出油接嘴，所述耐压出油接嘴通过第一出油管路与手摇泵连通；所述耐压测试组件包括：

第一调压开关，连接于第一出油管路与滑油箱之间；

量程为0-25MPa的高压压力表，与第一出油管路连通；

第一截止开关，与第一出油管路连通；

量程为0-6MPa的中压压力表，与第一截止开关连通；

第二截止开关，与第一出油管路连通；

量程为0-0.4MPa的低压压力表，与第二截止开关连通。

4.如权利要求3所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述调速器进油组件包括：

进油泵电机组件，包括与滑油箱连通的滑油进油泵和与滑油进油泵连通的进油泵电机，所述进油泵电机与所述控制器电连接；

第一测压接嘴，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第二出油管路与进油泵电机组件连通；

第一比例调节阀，连接于滑油箱与第一测压接嘴之间，并通过数字量输入输出模块与所述控制器电连接；

第一压力表，与第二出油管路连通；

第二调压开关，连接于滑油箱与第二出油管路之间；

所述调速器供油组件包括：

进油开关组件，与滑油进油泵连通；所述进油开关组件包括并联连接的第一进油球阀和电磁阀，所述电磁阀与所述控制器电连接；

调速器组件，包括调速器和与调速器连接的主轴电机，所述调速器与进油开关组件连通，所述主轴电机与所述控制器电连接；

第二测压接嘴，与螺旋桨-调速系统附件连接，并通过第三出油管路与调速器连通；

第二比例调节阀，与滑油箱连通，并通过数字量输入输出模块与所述控制器电连接；

转换阀，连接于第二比例调节阀与第二测压接嘴之间，并与所述控制器电连接；

第二压力表，与第三出油管路连通。

5.如权利要求4所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述调速器进油组件还包括第一安全溢流阀和第一蓄能器，第一安全溢流阀连接于滑油箱与第二出油管路之间，第一蓄能器与第二出油管路连通；所述调速器供油组件还包括第二安全溢流阀和第二蓄能器，第二安全溢流阀连接于之间调速器的进油口和出油口之间，第二蓄能器与第三出油管路连通。

6.如权利要求4或5所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述流体动态测试系统还包括接油组件，所述接油组件包括工作油池以及通过输油管路与工作油池连接的接油油箱，所述工作油池位于调速器下方，所述输油管路上设有第二进油球阀。

7.如权利要求6所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，所述数据采集组件包括：

第一压力变送器，连接于第二出油管路与第一压力表之间，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

第二压力变送器，连接于第三出油管路与第二压力表之间，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

温度变送器，设于滑油箱内，并通过模拟量输入输出模块与控制器连接；

第一流量变送器，连接于第二比例调节阀与转换阀之间，并与控制器电连接；

第二流量变送器，连接于第二比例调节阀与转换阀之间，与第一流量变送器并联连接，并与控制器电连接；

所述自动控制系统还包括与控制器连接的触摸屏以及与触摸屏连接的打印机。

8.如权利要求7所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，还包括滑油泵站和主体操纵台，所述滑油泵站与主体操纵台之间通过输油管路和电缆连接；所述滑油泵站包括泵站框架，所述油箱组件、进油泵电机组件、调速器组件、各安全阀、各蓄能器均安装于所述泵站框架内；所述主体操纵台包括：

操纵台体，手摇泵设于操纵台体一侧,所述耐压测试组件、各调压开关、各测压接嘴、各压力表、转换阀、机电附件测系统、控制器、各压力变送器和流量变送器、触摸屏以及打印机均设于操纵台体内；

主操纵面板，设于操纵台体上部，所述主操纵面板上设有上部压力表指示区、中部自动控制操纵区和机电附件电气操纵区、下部开关区和接嘴区；

试验油池，设于操纵台体中部；

盖板，放置于试验油池上；

所述泵站框架和操纵台体的底部均设有轮子，且底部四角均设有撑地螺杆；所述操纵台体下部前侧设有前门，操纵台体后侧设有敞开式后门。

9.如权利要求1所述的螺旋桨-调速系统附件综合测试系统，其特征在于，

还包括机电附件测试系统，所述机电附件测试系统包括：

交流电输入端，与外部220V交流电连接；

交流母线，与交流电输入端连接；

交流电源开关，设于交流母线上，位于交流电输入端处，交流电源开关与交流电输入端之间连接保险丝管RD；

照明电路，与交流母线连接，所述照明电路包括串联连接的照明灯和照明灯开关；

交流电压检测电路，与交流母线连接，所述交流电压检测电路包括并联连接的交流电压表和交流电源信号灯；

直流稳压电路，所述直流稳压电路包括串联连接的直流电源开关和直流电源信号灯，直流电源信号灯接地；

直流检测电路，包括用于检测直流电压的直流电压表和用与检测直流电流的直流电流表,直流电压表并联于直流稳压电路中，直流电压表接地；直流电流表串联于直流稳压电路中；

信号指示电路，包括直流稳压电路连接的分流器和由多路指示灯电路并联组成的并联电路，所述分流器与所述并联电路串联连接，每路指示灯电路均包括串联连接的控制开关和指示灯；

计时电路，包括依次串联连接的微电脑计时器、手动计时开关以及计时指示灯，微电脑计时器与交流母线连接，手动计时开关与直流稳压电路连接，计时指示灯接地。

10.一种用于如权利要求1-8所述螺旋桨-调速系统附件综合测试系统的控制方法，其特征在于，采用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，其具体步骤为：模拟被测试附件调速器在发动机各种工作状态下的性能特性、运动规律以及状态变量，使用模糊自适应PID控制对进油泵电机和主轴电机进行控制，将自适应调整参数的模块的输入简化为两个，只保留输入误差e、误差变化率

分别建立PID三个参数的模糊规则表，依据模糊规则精确控制并自动调节进油泵电机和主轴电机的工作转速，输出滑油进油泵和被测试附件调速器在各种工作状态下所需的扭矩或功率；

采用多变量解耦控制对滑油进油泵进行流量和压力控制，其具体步骤为：依据滑油进油泵的转速与比例调节阀负载的变化规律建立动力机构的数学模型，利用滑油进油泵的流量方程，构建以压力、流量和功率三者或两者之间的耦合控制系统，设定P调节、N调节和Q调节的判断节点值Pref1和判断节点值Pref2，当流体动态测试系统压力P_P小于等于判断节点值Pref1时进行Q调节；当流体动态测试系统压力P_P大于判断节点值Pref1小于判断节点值Pref2时，进行N调节；当流体动态测试系统压力P_P等于判断节点值Pref2时，进行P调节，最终自动调节被测试附件调速器工作所需的大距、定距和小距油压；同时根据流体动态测试系统压力的变化，自动控制调节滑油进油泵进口油液流量以及流体动态测试系统回油流量的增加或减少，实时输出螺旋桨变距所需油液压力和流量；

采用二分跟踪法对压力进行控制，具体步骤为：将测量的压力信号与设定压力信号比较，当压力信号超过设定压力信号时，读取当前调速器的转速值n_pc，取n_pc与零之间的中间值n_pm1，将n_pm1标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速；然后再取压力信号与设定压力信号比较，如比较值大于零则说明调速器的输出流量过多，取n_pm1与零之间的中间值n_pm2，即下段的中间值，反之，则说明调速器的输出流量不够，取n_pc与n_pm1，之间的中间值n_pm2，即上段的中间值，将n_pm2标量为主轴电机的输入转速信号，控制主轴电机的转速，重复上述过程，最终搜索到一个与压力匹配的调速器转速n_pe。

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