CN115875344A

CN115875344A - 一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统

Info

Publication number: CN115875344A
Application number: CN202211636806.0A
Authority: CN
Inventors: 李宝玉; 卫健; 张恒; 杨上保
Original assignee: AVIC Jincheng Nanjing Engineering Institute of Aircraft Systems
Current assignee: AVIC Jincheng Nanjing Engineering Institute of Aircraft Systems
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-03-31

Abstract

本发明涉及干线民用客机液压能源系统验证技术领域，具体涉及一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，包括液压系统测试台架、信号切换系统、液压系统机载控制器、计算系统，所述的压系统测试台架分别与信号切换系统、计算系统连接，信号切换系统分别与液压系统机载控制器、计算系统连接，液压系统机载控制器与计算系统连接，本发明采用控制验证环境与HSTR试验台联合组成了液压能源系统综合控制试验验证平台。基于该平台，可测试干线客机液压系统综合控制接口、系统状态显示/告警、液压泵/电控阀的控制；本发明可以在液压系统台架上进行完整性验证，缩短测试周期。

Description

一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统

技术领域

本发明涉及干线民用客机液压能源系统验证技术领域，具体涉及一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统。

背景技术

液压能源系统是一个能源转化系统，其主要目的是转化电能或者机械能从而产生液压能源，通过管路系统分配液压能至系统的各个用户。

干线民用客机液压能源系统拟采用发动机驱动泵和电动泵作为液压能源产生装置，并通过液压管路进行分配至用户作动器或者马达。液压能源系统采用自动控制和手动控制相结合，自动控制采用双余度控制，可以提升液压能源系统安全性的同时，也易于液压能源系统与航电系统的交联设计与实现。

液压能源系统控制器是液压能源系统的核心控制器，系统控制功能都由控制器来完成。

民机液压系统综合控制需求有的来源于上一级系统即液压系统、航电系统、显示系统、告警系统等系统的安全性、功能、性能和接口要求，有的来源于FAR25、AC 25、CCAR 25等适航规章要求，有的来源于电子软硬件技术标准要求。需求来源的广泛性决定了需求验证的复杂性，液压系统综合控制验证架构及系统影响民机液压系统构架、原理、功能的正确性，验证控制逻辑设计的正确性、协调性和完整性。

目前，飞机的液压能源的综合控制理想状态下是在安装在飞机能源舱内进行挂飞，或者分别在飞机的航电台架与进行液压系统与航电系统进行交联试验和飞控台架上进行液压能源供给试验。但是这种方法需要多方协调，耗费大量人力、物力，而且项目周期研制时间太长。

因此，需要提出干线民用客机液压系统综合控制验证系统，以在液压系统台架上进行完整性验证，缩短测试周期。

发明内容

本发明的目的：本发明设计了一种基于HSTR+EDUT的干线民用客机液压能源系统综合控制验证系统，应用于干线民用客机液压能源系统验证，为液压能源系统提供控制验证环境。

本发明的技术方案：

一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，包括液压系统测试台架、信号切换系统、液压系统机载控制器、计算系统，所述的压系统测试台架分别与信号切换系统、计算系统连接，信号切换系统分别与液压系统机载控制器、计算系统连接，液压系统机载控制器与计算系统连接。

进一步，液压系统测试台架包括液压台架和与液压台架连接的液压控制台，液压控制台控制液压台架上的泵阀并采集液压台架上的传感器信号。

进一步，所述的信号切换系统包括液压系统机载状态信号一分二单元、液压系统机载状态信号切换单元、激励信号与机载信号切换单元、电源；

所述的液压系统机载状态信号一分二单元接收液压系统机载状态信号，并输出一路信号给液压控制台，输出另一路信号给激励信号与机载信号切换单元；

液压系统机载状态信号切换单元接收液压控制台和激励信号与机载信号切换单元的控制信号，输出到液压台架，通过液压系统机载状态信号切换单元切换液压控制台控制液压台架上的泵阀或者液压系统机载控制器控制液压台架上的泵阀；

电源给液压系统机载状态信号一分二单元、液压系统机载状态信号切换单元、激励信号与机载信号切换单元供电。

进一步，所述的信号切换系统还包括控制面板，控制面板与激励信号与机载信号切换单元连接。

进一步，液压系统机载控制器包括干线客机液压综合控制单元，干线客机液压综合控制单元与电源和激励信号与机载信号切换单元连接。

进一步，所述的计算系统包括座舱模拟系统、干线客机液压综合控制逻辑模块、激励信号单元和试验台状态信息模块，座舱模拟系统通过双通道ARINC429分别与干线客机液压综合控制单元、干线客机液压综合控制逻辑模块连接；干线客机液压综合控制逻辑模块与激励信号单元连接，激励信号单元还与激励信号与机载信号切换单元连接，给激励信号与机载信号切换单元提供激励信号，同时接收激励信号与机载信号切换单元的输出信号；试验台状态信息模块通过液压控制台接收液压台架的状态信息。

进一步，所述的座舱模拟系统包括模拟航电数据集中系统、液压系统座舱模拟单元和维护面板模拟单元。

进一步，计算系统还包括试验项目自动控制模块，试验项目自动控制模块与干线客机液压综合控制单元连接。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，采用控制验证环境与HSTR试验台联合组成了液压能源系统综合控制试验验证平台。基于该平台，可测试干线客机液压系统综合控制接口、系统状态显示/告警、液压泵/电控阀的控制；本发明可以在液压系统台架上进行完整性验证，缩短测试周期。

附图说明：

图1是本发明应用的验证系统的架构示意图；

图2是本发明应用的验证系统的电气接口连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，包括液压系统测试台架、信号切换系统、液压系统机载控制器、计算系统，所述的压系统测试台架分别与信号切换系统、计算系统连接，信号切换系统分别与液压系统机载控制器、计算系统连接，液压系统机载控制器与计算系统连接。

其中，液压系统测试台架包括液压台架和与液压台架连接的液压控制台，液压控制台控制液压台架上的泵阀并采集液压台架上的传感器信号。

其中，所述的信号切换系统包括液压系统机载状态信号一分二单元、液压系统机载状态信号切换单元、激励信号与机载信号切换单元、电源；

其中，所述的信号切换系统还包括控制面板，控制面板与激励信号与机载信号切换单元连接。

其中，液压系统机载控制器包括干线客机液压综合控制单元，干线客机液压综合控制单元与电源和激励信号与机载信号切换单元连接。

其中，所述的计算系统包括座舱模拟系统、干线客机液压综合控制逻辑模块、激励信号单元和试验台状态信息模块，座舱模拟系统通过双通道ARINC429分别与干线客机液压综合控制单元、干线客机液压综合控制逻辑模块连接；干线客机液压综合控制逻辑模块与激励信号单元连接，激励信号单元还与激励信号与机载信号切换单元连接，给激励信号与机载信号切换单元提供激励信号，同时接收激励信号与机载信号切换单元的输出信号；试验台状态信息模块通过液压控制台接收液压台架的状态信息。

其中，所述的座舱模拟系统包括模拟航电数据集中系统、液压系统座舱模拟单元和维护面板模拟单元。

其中，计算系统还包括试验项目自动控制模块，试验项目自动控制模块与干线客机液压综合控制单元连接。

信号切换系统需完成液压系统机载状态信号一分二、控制信号切换单元、激励信号切换、供电及相应信号连接等功能。计算系统需完成试验功能软件、信号采集、通讯等功能。试验功能软件，即试验项目自动控制模块需完成液压系统机载座舱人机界面模拟(控制面板、简图页、CAS及告警灯、维护面板等)、激励信号控制与显示和试验台状态信息显示。激励信号控制显示包括液压系统相关传感器信号的显示及模拟，主要包括：油箱油量传感器LVDT、压力传感器、温度传感器、压差传感器等，满足故障试验要求。

本发明采用控制验证环境EDUT与HSTR试验台联合组成了液压能源系统综合控制试验验证系统。基于该系统，可测试干线客机液压系统综合控制接口、系统状态显示/告警、液压泵/电控阀的控制。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参阅图1，在HSTR试验台和EDUT具备的条件下，该系统具备信号一分二(或者切换)、控制柜体集成、软件操作等功能。其中软件功能具备液压系统座舱显示与操作面板(控制面板、简图页、CAS等)、系统维护面板、系统激励信号模拟和HSTR试验台状态信息显示等功能。需满足当EDUT测试设备与HSTR试验台脱离时，保证EDUT测试设备与HSTR试验台能各自独立使用。其总体功能如下：

a)设备实现以下功能及要求：

1)单独试验时，能够交联系统信号，还能够模拟座舱功能；

2)与航电系统进行交联试验时，设备能够完成液压系统机载控制器、传感器以及总线等信号与模拟航电数据集中系统(DMC)之间的传输；

3)设备完成液压系统机载信号的适配转接；

4)实现交联系统的逻辑解算功能；

5)提供液压系统机载信号的断连、检测点，以便液压系统信号检测；

b)在系统交联试验时，通过以太网形式完成液压系统信号与模拟航电系统DMC之间的数据交互，设备同时对这些信号进行显示；

c)模拟航电数据集中系统(DMC)完成液压系统显示逻辑处理功能；

d)模拟交联系统所需供电功能；

e)设备具备物理层、电气层、协议层的故障注入功能。

本发明的系统使用过程中，需要根据不同的实验目的对实验设备进行切换，将其称为系统工作模式，对系统工作模式定义如下：

工作模式1：液压台架和液压控制台模式

液压台架机载信号和执行器连接到液压控制台。液压控制台通过液压系统机载状态信号一分二单元接收液压台架上液压系统机载设备状态信号；通过机载信号切换单元的控制信号输出到液压台架，控制液压台架上的泵阀。

工作模式2：干线客机液压综合控制单元信号激励模式

干线客机液压综合控制单元连接到计算系统中的信号激励单元，干线客机液压综合控制单元通过激励信号与机载信号切换单元发送和接收计算系统的激励信号单元信号。

工作模式3：干线客机液压综合控制单元与液压台架交联实验模式

干线客机液压综合控制单元连接到液压台架机载信号。干线客机液压综合控制单元通过双通道ARINC429发送和接收计算系统中座舱模拟系统数据信息；通过激励信号与机载信号切换单元接收液压台架机载信号。

上述三种模式的切换，涉及到液压台架上不同类型的传感器、状态开关和执行器的切换方式。

计算系统软件可选择激励试验模式或液压系统交联试验模式，包含：

●座舱模拟系统软件模块：

模拟DUT与DMC间数据交互，由简图页模拟模块、CAS信息显示模块、液压控制面板模拟模块实现座舱人机交互界面的模拟；

其后台，主要由ARINC 429模块，实现与DUT的数据输入和输出，部分信号由IO获得。

●试验功能软件模块：

各飞行阶段和飞行剖面定义，包括各阶段的持续时间，负载流量设定，开始试验后，系统自动根据设定的参数，进行各飞行阶段的模拟，完成测试项目。

●激励信号控制软件模块：

信号激励模式下启用，调用NI系统IO资源，实现DUT各传感器和开关状态模拟，并采集DUT的执行器输出指令。

配合试验项目自动控制模块，可完成预设的各试验项目。

通过软件故障模拟功能模块，实现异常状态的模拟，如传感器超限，EDP失效等。

通过电气故障注入模块，实现DUT各信号的电气故障模拟，如开路，对地短路。

●试验台状态信息软件模块：

通过UDP通信，与液压控制台进行数据交互。

交互内容包括：

■控制指令下发：EDP拖动电机转速、电机冷却控制、负载流量控制。

■液压台架状态监测：获得台架各传感器和状态反馈，并显示。

■故障报警：获得液压控制台的故障状态，并报告。

配合试验项目自动控制模块，获得对液压控制台的控制指令，完成预设的各试验项目。

●计算系统软件维护模块：

实现系统的自检功能、标定功能。

Claims

1.一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，包括液压系统测试台架、信号切换系统、液压系统机载控制器、计算系统，所述的压系统测试台架分别与信号切换系统、计算系统连接，信号切换系统分别与液压系统机载控制器、计算系统连接，液压系统机载控制器与计算系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，液压系统测试台架包括液压台架和与液压台架连接的液压控制台，液压控制台控制液压台架上的泵阀并采集液压台架上的传感器信号。

3.根据权利要求2所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，所述的信号切换系统包括液压系统机载状态信号一分二单元、液压系统机载状态信号切换单元、激励信号与机载信号切换单元、电源；

4.根据权利要求3所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，所述的信号切换系统还包括控制面板，控制面板与激励信号与机载信号切换单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，液压系统机载控制器包括干线客机液压综合控制单元，干线客机液压综合控制单元与电源和激励信号与机载信号切换单元连接。

6.根据权利要求5所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，所述的计算系统包括座舱模拟系统、干线客机液压综合控制逻辑模块、激励信号单元和试验台状态信息模块，座舱模拟系统通过双通道ARINC429分别与干线客机液压综合控制单元、干线客机液压综合控制逻辑模块连接；干线客机液压综合控制逻辑模块与激励信号单元连接，激励信号单元还与激励信号与机载信号切换单元连接，给激励信号与机载信号切换单元提供激励信号，同时接收激励信号与机载信号切换单元的输出信号；试验台状态信息模块通过液压控制台接收液压台架的状态信息。

7.根据权利要求6所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，所述的座舱模拟系统包括模拟航电数据集中系统、液压系统座舱模拟单元和维护面板模拟单元。

8.根据权利要求7所述的一种干线民用客机液压系统综合控制验证系统，其特征在于，计算系统还包括试验项目自动控制模块，试验项目自动控制模块与干线客机液压综合控制单元连接。