fadec全数字仿真平台关键技术研究

《fadec全数字仿真平台关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V233.7论文编号：102870218-S117学科分类号：082502硕士学位论文FADEC全数字仿真平台关键技术研究研究生姓名沈杰学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向控制系统建模与仿真指导教师胡忠志教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringKeyTechnologyDevelopmentforFullDigitalFADECSystemSimulationPlatfor

2、mAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyShenJieAdvisedbyProf.HuZhongzhiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空

3、航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要数字仿真是减少航空发动机FADEC系统研发成本、缩短其研发周期的重要手段，本文搭建了FADEC全数字仿真平台并开展了相应的关键技术研究，主要包括FADEC全数字仿真平台框架、航空发动机部件级模型、面向对象的FADEC系统功能级模型、仿真平台故障注入模块、数字电子控制器双通道切换算法等方面的研究工作。首先，针对航空发动机控制系统研发需求以及数字仿真的现状，进行了仿真平台的需求分析并相应地设计了仿真

4、平台框架。基于TCP的socket编程技术，采用C/S架构搭建了仿真平台框架，实现了局域网内异地连接的功能，通过客户端对服务端和发动机模型端切换连接的方式实现了多用户连接功能，设计了客户端MFC界面，并验证了仿真平台异地连接和多用户连接功能的有效性。然后，完善和扩展了NASA开源的T-MATSJT9D发动机模型，建立了仿真平台的被控对象。采用指数平衡法对T-MATS提供的JT9D发动机部件特性数据进行了低转速外推，完善了部件特性数据，最终修改的JT9D模型可以在全包线、转速40%-100%范围内运行。最后通过SimulinkCodeGeneration工具将Simulink中的JT9D模型生成

5、C++工程代码并集成到仿真平台服务端。所建立的JT9D模型经仿真验证，推力稳态误差小于2%，且其稳态、动态特性符合仿真平台对被控对象的需求。另外，基于面向对象的建模方法在仿真平台客户端开发了FADEC系统仿真类库，基于建立的FADEC系统仿真类库搭建了通用FADEC系统基线模型。首次提出电子控制器功能结构模型的概念，该模型模拟了电子控制器的硬件结构和数据处理过程，最后在仿真平台中对搭建的通用FADEC系统基线模型进行了仿真验证，仿真结果表明：利用FADEC系统仿真类库搭建的通用FADEC系统基线模型可应用于控制逻辑、通道切换逻辑的开发、集成、测试和验证。而且，针对FADEC系统的电子部件进行了

6、FMEA和FTA分析，确定了FADEC系统电子部件的常见故障及其影响，设计了仿真平台故障注入模块。模拟了电子部件常见故障，为仿真平台提供了设计、验证故障诊断逻辑和容错控制算法的功能。最后，利用建立的FADEC全数字仿真平台进行双通道电子控制器通道切换算法的探究。提出基于反推逆模型分析控制系统闭环反馈传感器参数的推力敏感度的方法，基于不同参数推力敏感度设计了双通道数字电子控制器通道切换逻辑，在仿真平台中利用搭建的通用FADEC系统基线模型进行了通道切换验证，仿真结果表明，在不同故障下，电子控制器可以按照设计要求进行通道切换，理论上来说有助于提高系统的安全性。关键词：FADEC系统，全数字仿真，航

7、空发动机模型，面向对象，FADEC系统仿真类库、故障注入、双通道切换IFADEC全数字仿真平台关键技术研究ABSTRACTDigitalsimulationisoneoftheessentialstodevelopaero-engineFADECsystemwithlowercostandshortercycle.ThisdissertationbuiltafulldigitalFADECsyst