航空涡轴发动机转速与扭矩信号的仿真研究

针对航空涡轴发动机转速与扭矩信号的仿真问题,分析检测发动机转速与扭矩的原理以及信号特性,创新提出在ZYNQ平台上实现仿真信号的合成方法。采用基于直接频率合成器的设计,计算分辨率、数据位宽、无杂散动态范围等参数以及分析对精度的影响。为保证实时性要求,依托片上高速数字总线AXI4控制频率和相位的设置,产生两路同步数字正弦信号,通过比较、滤波与合成实现仿真信号的输出。在硬件方面,采用数模转换与信号调理电路,在保证各项性能指标前提下,优化了器件选型,同时增加输出接口保护,避免因静电或误操作引起的故障。实际使用情况表明,仿真信号精度高、运行稳定可靠,目前已被应用到多个航空涡轴发动机的实验项目。     

发动机转速信号采集

介绍采集航空发动机非连续转速信号的波形转换电路、可编程逻辑电路设计,以及将测频法和测周法结合起来进行频率信号采集的软件设计方法,以实现对发动机转速状态的监控.     

涡轴航空发动机转速的自适应模糊控制研究

常规的涡轴航空发动机转速的自适应模糊控制技术,对发动机转速扭矩参数的调整不太精准,导致转速控制效果较差;因此,提出涡轴航空发动机转速的自适应模糊控制研究;文章首先对逻辑进行模糊化处理,得到相应的隶属度函数,对其进行模糊推理,并采用重心法进行去模糊化;将模糊子集的参数作为控制器的主要参数,形成涡轴航空发动机转速模糊控制器;再基于此,构建转速模糊控制器系统结构,以便后续对实施自适应模糊控制;最后对变化率的调整规则进行设计,将转速波动控制在较小的范围内,并建立参数调整规则表,按照模糊自整定数值关系,对发动机转速扭矩参数进行精确调整,从而对发动机转速进行自适应模糊控制;仿真结果表明,使用文章设计的方法,对涡轴航空发动机转速进行自适应模糊进行控制后,能够较好地将发动机转速控制在3 000 rpm附近小波动振荡,说明该方法的控制效果较好;当阶跃干扰为10 N·m时,转速波动在11.38～17.77 rpm之间,当阶跃干扰为15 N·m时,转速波动的平均值在11.69～17.81 rpm之间,相对于对比方法均较小,说明该方法具有较好的应用价值。     

基于LabVIEW的信号分析与仿真

信号分析作为数字信号处理的主要组成部分,在各个领域得到了广泛的应用.本文对信号的时域分析、频域分析以及联合时频分析方法进行了研究,设计了数据信号分析的软件体系结构,并采用LabVIEW工具以图形界面的方式实现了周期信号的分析与仿真.仿真结果表明基于LabVIEW的信号分析系统可以准确、高效地对信号进行多功能的分析,具有很好的应用前景.     

基于分布式控制的航空发动机智能转速传感器

依据航空发动机转速测量原理,提出并设计了一种基于分布式控制的智能转速传感器.分析了转速测量原理和软件采集实现流程,设计了传感器信号组合倍频调理电路与部分数字信号处理器(DSP)外围接口电路,编写了汇编程序.试验结果表明:该智能传感器测量精度高,误差小于0.02%,处理速度快,适用于航空发动机分布式控制试验研究.     

航空发动机智能转速传感器的设计

根据航空发动机转速传感器的测量原理,提出一种基于DSP的智能转速传感器.设计了信号调理电路和DSP外围接口电路,编写了片内汇编程序.实验表明,该智能传感器不仅测量精度高,误差仅为0.047 33﹪,而且集成度高、处理速度快,可应用于航空发动机全权限数字式电子控制系统中.     

基于LabVIEW的航空发动机气路故障分析系统设计

针对在航空发动机气路中带电粒子的电荷信号微弱,传感器工作环境恶劣的条件下,监测航空发动机气路故障的问题,设计了一种能适应高温、高噪声等恶劣工作环境并对电荷信号灵敏监测模型,使用LabVIEW软件建立了航空发动机气路不同工况中静电信号的子V1,对信号进行采集和分析.通过对航空发动机多种工况的模拟和试验,建立了航空发动机气路故障分析系统.结果表明:该监测模型分辨率高、信噪比高、稳定性好,可稳定地监测航空发动机的多种工况,为航空发动机气路故障诊断提供可靠的依据.     

高精度发动机转速信号的测量与模拟技术研究

飞机发动机工作性能如何主要反映于发动机高、低压转子转速、燃油流量和排气温度、滑油压力等技术参数。介绍了如何实现高分辨率、高精度的发动机转速N1、N2信号测量、模拟技术工作原理以及主要性能指标、硬件设计、软件方案等。     

航空发动机智能转速传感器的设计

根据航空发动机转速传感器的原理,提出一种基于DSP与CAN的智能转速传感器。设计了上电自检电路、热电偶信号处理电路、DSP与CAN总线接口电路以及电源电路。该传感器系统集成度高,测量和处理速度快。实验表明,该转速传感器测量误差小,测量精度高、实时性好,可应用于航空发动机全权限数字式电子控制(FADEC)系统中,具有重要的实用价值。     

基于Simulink的航空发动机控制律设计与仿真

在航空发动机数控系统设计过程中,计算机仿真技术得到了广泛应用。基于计算机仿真技术,利用Matlab/simulink软件开发数字仿真平台,在某型涡桨航空发动机数控系统方案设计过程中,进行了模型的响应分析,设计了控制规律并进行仿真验证;根据仿真结果,改进设计了前馈补偿环节,并进行了仿真验证;搭建了该型发动机的全数字仿真环境,对控制规律进行仿真验证。通过数字仿真验证了控制规律的可行性,指导了数控系统方案设计。     

航空发动机智能转速传感器的设计

根据航空发动机转速传感器的原理,提出一种基于DSP与CAN的智能转速传感器.设计了上电自检电路、热电偶信号处理电路、DSP与CAN总线接口电路以及电源电路.该传感器系统集成度高,测量和处理速度快.实验表明,该转速传感器测量误差小,测量精度高、实时性好,可应用于航空发动机全权限数字式电子控制(FADEC)系统中,具有重要的实用价值.     

基于LabVIEW的发动机仿真测试系统开发与应用

发动机工作过程复杂,运转速度过快,导致测试其性能时只能采用实车检测的方法;对高性能数据采集和半实物仿真技术进行了研究,提出了一种基于LabVIEW的电控发动机半实物仿真测试系统;将电控发动机ECU和其它实物部件直接放入仿真回路中,根据机械动力学、热力学规律和大量实验数据,建立发动机的数学模型;通过LabVIEW测控程序并设置运行环境及发动机参数,可获取电控发动机的工况和性能;统计相同条件下,仿真系统和真实发动机之间反馈信号的误差,结果表明:测试系统能够满足实时性要求,测试结果准确;该系统节约了电控发动机的开发成本,缩短了开发周期。     

基于Dymola的航空发动机尾喷管建模与仿真

简要介绍了发动机尾喷管的数学模型,基于特性方程建立了一种能够达到设计精度要求的快速简单的尾喷管性能仿真模型。该模型具有速度快,适用于大量计算等优点。用Modelica语言和Dymola编译器实现了尾喷管的性能仿真。通过发动机系统级模型的仿真实验,验证了尾喷管模型的有效性。结果表明,采用建立的性能仿真数学模型能够模拟尾喷管性能,并能够实现非设计转速小流量工况下的性能仿真,为设计尾喷管提供了一个有力的工具。     

某新型航空发动机的建模及仿真研究

建立航空发动机的数学模型进行仿真实验在发动机的整个研制过程中尤为重要.针对目前大多航空发动机的建模及仿真研究都仅限于单轴或双轴发动机的问题,结合某新型航空发动机的特点提出三轴发动机的建模及仿真方法,并通过HIL仿真试验系统的综合测试.对比分析结果表明,某型航空发动机的数学模型具有较高的置信度,所提出的数学模型能够满足控制器HIL仿真、控制器测试等方面的应用要求.     

基于VC++的航空发动机数值仿真平台

为实现数字电子调节器研制过程中的半物理仿真,以发动机为建模对象,根据发动机的气动布局、各部件几何参数及由试验得到的部件特性,对每个部件建立了集总参数的气动热力学模型,并用VC++语言实现。在建类时,充分考虑了各部件之间的独立性,及流入/流出部件的热力学、气动力学等参数的相关性,确保部件模型既能真实反映发动机部件的工作状况,又能有效地连接起来,得到可应用于发动机过渡态过程计算的整机模型。建立了用户友好的操作界面,计算结果表明该平台有很高的效率和精度。     

航空发动机振动信号分析

借助计算机技术运用信号处理的方法对航空发动机飞行试验中所获得的振动数据进行分析处理，提取其振动特征量，能使我们更充分的了解发动机的工作特性，为进一步更好地设计、改进、制造和使用发动机提供必要的依据。本文研究了发动机振动信号的预处理和对信号的时域、幅域分析。为发动机振动信号的处理提供了理论依据。     

基于FPGA的扭矩转角传感器仿真信号发生器

针对EPS控制器试验台设计中接入扭矩转角传感器存在成本高和微处理器无法输出多路同步SENT信号的问题,设计了基于FPGA的仿真信号发生器来模拟真实扭矩转角传感器输出的6路SENT信号。通过硬件电路设计实现模拟电压、PWM和RS232三种方式输入目标扭矩和转角信号。基于FPGA实现系统的信号采集和数据处理。利用FPGA并行架构设计了通用型SENT协议模块实现多路同步信号的输出,该模块支持节拍时间,帧总长度等多项参数配置。最后,采用逻辑分析仪对输出波形多次测量,验证了系统的精度满足设计要求。     

航空发动机故障特征仿真研究

航空发动机作为飞机的核心,决定着飞机的性能和安全。发动机一旦出现故障,很可能导致非常严重的航空事故,造成巨大的人员伤亡和经济损失。根据航空发动机故障机理,通过建立航空发动机部件模型对常见的气路故障进行分析与仿真,并根据振动-征兆关系矩阵对振动故障进行仿真,获得了两类故障的特征。目的是为保证航空发动机的安全运行,发动机故障诊断和预测提供依据。     

基于LabVIEW的发动机硬件在环虚拟信号发生器

针对发动机ECU在环仿真过程中ECU与发动机模型信号的正确匹配,提出了基于LabVIEWFPGA产生脉冲信号的方法。在说明整个硬件在环仿真方案的基础上,详细介绍了利用LabVIEWFPGA模块产生多路脉冲信号的软件编程。实验结果表明,该信号发生器能够模拟转速传感器产生精度高,相位准确,实时性强,频率范围广的脉冲信号。     

基于虚拟现实技术的航空涡扇发动机仿真系统

利用虚拟现实技术的优势和特点,研制成功一大型航空燃气涡轮风扇发动机仿真系统.系统采用了多种虚拟现实的关键技术,创造了一个具有强烈沉浸感和真实感的虚拟实验环境,并利用此环境结合航空发动机的专业知识开发成功了三大功能模块,直观生动地揭示了发动机原理,发动机构造,发动机试车等航空燃气涡轮风扇发动机的主要部分专业理论知识,为航空发动机领域相关从业人员带来了一种全新的学习研究工具.