航空发动机FADEC系统软件故障分析

航空发动机的全权限数字电子控制(FADEC)系统具有体积小、重量轻,其控制软件易于编写和修改,并可以实现复杂的控制规律和许多现代控制算法等特点.软件的可靠性是系统可靠性的重要组成部分.本文研究了航空发动机FADEC系统中软件故障问题,并对软件故障问题的分类及其性质进行了研究和分析,为以后的软件可靠性设计做了较好的准备性工作.     

FADEC系统软件非相似技术容错结构设计

随着航空发动机控制技术的发展,全权限数字电子控制（FADEC）系统的可靠性设计变得越来越重要;面对目前国内关于航空发动机高可靠性FADEC软件系统研究工作相对滞后的现状,针对硬件层基于相似余度技术,软件层基于非相似余度技术构成高可靠性FADEC系统的相关软件技术进行了研究;在提出FADEC系统软件非相似技术容错结构设计方案后,论文就此容错结构设计方案中的主要技术问题进行了研究。     

航空发动机FADEC系统软件浮点数计算精度分析

航空发动机FADEC系统控制软件的计算精度和运行效率是一对不可缺少的特性.为提高航空发动机FADEC系统控制软件的浮点计算的计算精度和运行效率,从IEEE 754浮点数格式、浮点数的表示形式、浮点数四则运算的精度方面展开分析,并结合FADEC系统控制软件项目实际应用案例的数据结果,验证了精度分析结果的正确性,并以此为基础针对FADEC系统控制软件的浮点算法设计提出了设计准则,有助于提高控制软件的可靠性和安全性,可推广至其他行业的控制领域应用.     

航空发动机FADEC双冗余嵌入式实时计算机系统架构设计

全权限数字控制——FADEC,是高性能航空发动机以及推进系统综合控制采取的控制形式,是许多国家的发展和研制重点;作为其核心的计算机系统硬件、软件设计的优劣,直接影响着FADEC及航空发动机的整体性能;文中通过对比传统FADEC,提出了一种基于硬件相似余度、软件非相似余度的FADEC计算机系统架构体系,重点分析了操作系统的选择方案,在该操作系统的基础上,可进行用户平台的搭建、应用程序的开发;采用此种架构,可提高FADEC的实时性、可靠性。     

航空发动机T-S模型模糊广义预测控制算法设计

研究了在航空发动机全权限数字式电子控制（FADEC）系统中引入模糊广义预测控制算法问题.研究采用T-S模型描述航空发动机的非线性动态特性,并结合广义预测控制算法来实现对发动机的控制.此法能很好地解决航空发动机模型的难确定性和其较高的鲁棒性、实时性要求这一矛盾.仿真结果证明了该方法的有效性.未来的研究工作将在现有工作的基础上,进一步改善预测模型的在线校正和多变量控制问题.     

航空发动机FADEC系统双机时钟级同步技术研究

随首航空发动机控制技术的发展,全权限数字电子控制（FADEC）系统的可靠性设计变得越来越重要;在FADEC系统中,同步设计对于提高航空发动机全权限数字式电子控制器的可靠性具有重要的意义;为了解决如何在FADEC系统中实现双机时钟缓同步设计,简要的分析了应注意的问题;随限介绍了设计中采取软硬件相结合来同步两计算机实时时钟的基本方法,在实践中证明了该方法是行之有效的。     

FADEC系统多故障TLD蒙特卡罗仿真分析

为提高飞机的利用率,以丧失推力控制(LOTC)为边界条件,研究航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC)冗余部件故障的限制派遣方法,分析FADEC系统多故障的维修性特点,提出多故障派遣的决策方法及维修策略,建立蒙特卡罗仿真的TLD分析步骤,融合FADEC系统可靠性模型,对FADEC系统进行蒙特卡罗模拟仿真得出多故障派遣时间.分析仿真结果可知,对于短时类(ST)和长时类(LT)组合的多故障可派遣间隔结束后应立即修理,不应延长故障保留时间.当派遣间隔超过7000h时不应采用多故障保留方式派遣.     

航空发动机控制系统数字滤波算法设计对比研究

全权限数字电子控制系统——FADEC,是高性能航空发动机普遍采用的控制形式.借助于嵌入式处理系统完成信号的采集、处理、输出等任务.信号采集系统提供整个发动机控制系统的数据源头,输入信号处理的正确性、准确性将直接影响发动机的整体性能.在对比研究常用数字滤波算法的基础上,给出了各自数字滤波算法的程序设计实现,并给出FADEC系统数字滤波算法的选取原则.     

FADEC硬件在回路测试系统设计

发动机全权限数字电子控制器(FADEC)对航空发动机进行实时在线控制,其控制效果直接影响发动机的安全运行.硬件在回路测试系统是FADEC设计与验证的重要手段之一.设计了一种FADEC硬件在回路测试系统,该系统包括发动机电子控制器(EEC)、接口模拟器、发动机和飞机模型及其显示系统.该系统可以实时模拟发动机和飞机的各种传感器、执行机构信号,对FADEC进行高效、全面的验证,主要包括控制规律、EEC的接口电路、自检测、容错和重构策略等.通过大量的试验测试表明,该系统能够实现实时、稳定、高效的闭环仿真,达到了验证控制算法和控制逻辑的要求.     

ARINC659总线在航空发动机控制系统中的应用

传统航空发动机全权限数字电子控制(FADEC)系统普遍采用集中式架构,系统余度降级快,模块重用性差,软件升级困难,随着控制变量增多,控制功能日益复杂,集中式架构缺点凸显;文章提出一种基于ARINC659总线的模块化、开放式FADEC系统架构技术,给出该技术的实现方案、总线时间规划、表决机制和重构策略;试验与应用结果表明,相对于集中式架构技术,该技术利于系统重构,可延缓余度降级,提高系统可靠性,同时利于软/硬件模块升级和重用;研究成果已成功应用于某型FADEC系统中。     

故障树分析方法在FADEC控制软件中的应用研究

故障树分析方法已被广泛应用在工业系统中,但在软件行业中的应用比较少,在航空发动机全权限数字电子控制系统的控制软件中的应用更是不多见。首先介绍了软件故障树分析方法的原理,并结合某型航空发动机数控系统控制软件出现的故障依据故障树分析方法进行实例化建模、分析。分析结果表明：故障树分析法在定位方面具有简明、直观等特点,在航空发动机控制软件故障定位过程中使用该方法,有助于提高问题定位的效率,提升软件可维护性。     

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。     

基于SCADE的航空发动机FADEC软件开发

机载软件开发面临复杂性、安全性和成本等方面的巨大挑战.针对某航空发动机数控系统的研制,结合FADEC软件的开发特点和目标,探索SCADE基于模型开发在FADEC软件开发中的应用.探索了两种不同的SCADE基于模型开发解决方案,基于这两种方案分别完成两个FADEC软件配置项的应用软件开发.通过模型测试、模型覆盖率分析和软件硬件集成测试验证了开发结果的正确性.提出了联合SCADE和Simulink的基于模型开发流程并明确其注意事项.分析SCADE的两种基于模型开发解决方案的适用范围以及方案选择时的考虑因素,总结分析了SCADE用于机载软件开发的优势和不足.     

一种适用FADEC的NAND Flash文件存储系统

NAND Flash具有容量大、存取数据快的优点.但是,在使用过程中NAND Flash会产生坏块,且坏块是随机分布的.因此,操作NAND Flash需要相当的技巧,不能往坏块里写入数据.同时,NAND Flash更容易发生位翻转,需要使用ECC算法确保信息的正确性.在航空发动机上NAND Flash主要用来记录发动机控制(FADEC)的历史数据.FADEC的历史数据记录要求大容量、实时性和正确性.提出的适用FADEC的NAND Flash的文件存储系统(FFS_N)可以有效地解决NAND Flash使用上的问题,同时满足航空发动机控制历史数据记录要求.     

航空发动机控制软件组态软件的设计与实现

为了满足航空发动机数控系统控制软件标准化、可靠性以及开发周期等要求,提出了一种基于VC的发动机控制软件组态软件设计方案.重点研究了控制软件组态软件的实现机理,搭建出组态软件的结构框架,实现了发动机控制软件的图形组态设计、在线仿真以及代码生成等功能,并结合数据库技术构建了完善的控制软件算法组件库.最后通过实物在回路仿真试...