航空发动机数控系统导叶容错控制研究

针对导叶传感器故障的问题,提出了一种采用增压比P3/P2控制导叶的航空发动机数控系统导叶容错控制方法。提出了导叶容错控制策略,给出了容错控制变量选择及控制规律确定的通用方法;建立了压比-导叶模型及伺服机构模型;在此基础上设计了控制器。对控制系统开展了仿真分析,结果表明,系统具有足够的稳定性和较好的动态特性,说明该控制策略及控制算法是可行和有效的。     

基于Goertzel算法的转子动不平衡测量方法

为了在系统资源有限的情况下实现转子动不平衡测量,提出了一种利用Goertzel算法实现转子动不平衡测量的方法。介绍了方法的基本原理。将所提方法与传统傅里叶变换(DFT)方法进行对比。对方法进行了仿真分析。利用所提方法在转子试验台进行了动不平衡测量实验。在数字信号处理器(DSP)芯片中对不同方法的运行时间进行了估计。理论分析和实验结果证明了方法的正确性,且方法计算量和资源消耗量小于传统DFT方法。利用Goertzel算法可实现转子动不平衡的准确测量,且该方法具有需求资源小、运算时间少的优点。     

硅(100)晶面各向异性腐蚀的凸角补偿方法

针对单晶硅(100)晶面在氢氧化钾(KOH)腐蚀液中各向异性腐蚀时的削角问题,进行了一项凸角补偿实验。通过不同尺寸与形状组合的〈110〉条形补偿结构,对长方形凸台进行补偿,最终获取具有期望效果的补偿结构。该方法应用于压力传感器芯片的过载保护结构设计。     

某滑油箱电容液位传感器流场——静电场耦合仿真分析

基于数值仿真软件,对某型航空发动机滑油箱电容式液位传感器进行了流场—静电场耦合建模及仿真计算。模型描述了滑油箱姿态运动引起的液面变化,进而导致传感器液位改变以及传感器本身工作电容变化。根据计算结果,滑油箱姿态运动引起的传感器工作电容变化效果很显著,最高可达到15. 86%。将数值仿真获得的计算值与滑油液位测量测试平台所得的实测值进行了对比分析,二者结果较为吻合,变化规律一致,偏差值较小,验证了基于流场—静电场耦合仿真建模的可行性及有效性。     

航空发动机控制软件分级测试方法研究

根据航空发动机嵌入式软件的特点及适航对该类软件的测试要求,提出了将系统测试、配置项测试、部件测试和单元测试结合的分级测试方法。依据适航标准对高层需求和低层需求的覆盖要求,制定了针对不同软件需求的分级策略。并针对不同需求详细阐述了系统测试、部件测试、单元测试的设计方法。通过此方法,结合自动化测试工具,能极大提高维护阶段软件升级测试的效率,使全回归测试能在较短时间内完成,从而提高软件升级测试的完整性。     

基于分布式仿真系统的实时架构设计

在大型控制系统全生命周期的研发、测试与验证过程中需要应用到分布式仿真平台,通过加载不同阶段不同格式的模型以满足开展联合仿真的试验需求;文章对分布式仿真系统架构进行深入研究,创造性的设计了基于RTX的实时仿真技术和基于反射内存的实时通讯技术的总体架构,设计了实时模型的加载方法,并针对实时通讯性能开展优化设计;文章基于分布式仿真系统的实时架构搭建了一套完整的仿真平台;通过测试节点间时间,1 kB数据单向延迟160 μs以内,满足控制系统实时性要求;本架构在控制系统的全数字、HIL、半实物测试仿真中进行了多轮应用,满足不同控制产品的测试仿真需求.     

基于机载模型的航空发动机主燃油伺服回路故障检测技术

本文从航空发动机主燃油伺服对回路故障检测的需求出发,结合控制回路中液压动力元件的特性构建数学原型,阐述非线性因素影响下的机载模型构建途径,并给出如何通过试验获取机载模型关键参数的方法,最后基于机载模型建立一种回路故障检测方法.结果表明该方法构建的机载模型精度较高,用于伺服回路故障检测时效性好.     

采用等效重构载荷的虚拟传递路径分析

工作载荷识别复杂,传递路径描述困难等是小型航空机载装备传递路径分析（Transfer Path Analysis,TPA）所面临的难题。根据装备系统耦合特征,以有限载荷节点表征分布动态载荷区域,并运用基于传递关系矩阵的载荷反演技术重构路径点等效载荷,将无限传递路径简化为有限路径,构建了虚拟传递路径分析（Virtual Transfer Path Analysis,VTPA）模型。以燃油泵调节器为例,将4 种VTPA 模型的合成结果与振动响应分析结果进行对比,选择合成效果最佳的基于传递率矩阵的无源系统虚拟传递路径分析（Transmissibility?Based Single?body Transfer Path Analysis,TB?STPA）模型进行路径贡献量分析。结果表明垂直于安装面的路径方向对目标响应影响最大,增加辅助支撑装置能够显著降低电插座振动响应,验证了TB?STPA方法的有效性。     

转换活门密封对航空发动机数控系统通道切换的影响分析及改进

为改进液压机械装置(HMU)中主、备控制通道间的切换性能,避免航空发动机数控系统出现通道切换异常,采用试验及AMESim仿真结合的方法分析转换活门摩擦力对通道切换性能的影响,结果表明,摩擦力越大转换活门运动越慢,据此根据数控系统的设计需求反推转换活门处摩擦力的要求。采用ANSYS仿真获取转换活门动密封中聚四氟乙烯保护圈尺寸与摩擦力的对应关系曲线,根据反推的摩擦力的要求结合产品实际设计允差,对转换活门处聚四氟乙烯保护圈进行改进设计,最终通过试验验证改进后的转换活门密封可使数控系统通道正常切换且不影响密封效果,为后续同类设计提供实用的参考。