民用飞机环控系统的仿真系统研究与实现

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1、第29卷第10期计算机仿真2012年lO月文章编号：1006—9348(2012)10—0162—03民用飞机环控系统的仿真系统研究与实现孙江平(上海飞机设计研究院，上海200232)摘要：针对民用飞机环控系统的研究、开发和试验需要，讨论了环控仿真系统的功能需求与系统架构，提出了一种适用于ECS控制器开发全过程的硬件在回路仿真系统。仿真系统采用两台实时仿真机分别运行ECS控制器模型和ECS硬件模型，实现在研发前期确定环控系统动态性能指标和对ECS控制算法的设计与验证；并采用配线矩阵，可以在不改变

2、布线的情况下随时接人真实试验件，实现在研发后期对ECS控制器实物的测试、系统故障模拟以及与真实试验件的联合试验。为．ECS控制器的开发全过程提供了从算法到实物的研究、设计与验证的一体化仿真平台。关键词：民用飞机；环控系统；仿真；硬件在回路中图分类号：TP311．52；TP391．9文献标识码：AResearChandImplementationofSimulationSystemofCivilAircraftEnvironmentControlSystemSUNJiang——ping(Shang

3、haiAircraftDesignandResearchInstitute，Shanghai200232，China)ABSTRACT：Accordingtotherequirementoftheresearch，developmentandtestofcivilaircraftenvironmentcontrolsystem(ECS)，thepaperdiscussedthefunctionrequirementandsystemarchitecture，andproposedahardwar

4、e—in—loop(HIL)simulationsystemforthewholephaseofdevelopmentoftheECScontroller．ToestablishthedynamiccharacteristicsofECSanddesignthealgorithmofECScontrollerintheearlyphase，thesimulationsystememployedtworeal—timesimulatorstoruntheECScontrollermodelandt

5、heECShardwaremodelindividually．TotesttheECScontrollerandverifyitwithtestsamplesinthelaterphase，thesimulationsystememployedthewiringmatrixwhichallowedthetestsamplestobeconnectedintothesimulationsystemwithoutwiringbyhand．Thewholephaseofthedevelopmentof

6、ECScontroller，includedalgorithm，designandtest，callbeachievedonthesamesimulationsystem．KEYWORDS：Civilaircraft；Environmentcontrolsystem(ECS)；Simulation；Hardwareinloop(HIL)1引言飞机环控系统(EnvironmentControlSystem，ECS)主要用于调节飞机座舱、驾驶舱内的压力和温度等环境参数，为飞机舱内的乘员和驾驶员提供安

7、全舒适的环境，并保证机载电子设备具有正常的工作环境。随着民用航空技术的发展，民用飞机的载客量越来越大，舱内人员对舒适性要求越来越高，电子设备对通风的可靠性要求也日益提高。但是，飞机环控系统的引气以及冲压空气的温度和压力都在一个很大的范围内变化，不好的系统动态性能将会导致舱室内温度和压力的波动，直接影响着乘员的舒适性感受。飞机环控系统的动态性能需要通过合理收稿日期：2012—06—04·---——132----——的设计来保障，同时还需要通过试验来验证。在飞机环控系统的研发阶段，需要对系统的动态性

8、能进行反复的设计、验证及再设计。对于民用飞机环控系统的仿真研究，国内相关研究主要集中在ECS控制算法的数字仿真上¨。5J，而对ECS控制器开发过程中的半实物仿真的相关研究文献则很少M]。本文根据民用飞机环控系统的研究和试验需要，提出了一种适用于ECS控制器从开发到试验全过程的半实物仿真系统，分析了该仿真系统的功能需求和系统结构，阐述了该仿真系统在飞机环控系统研制中的作用，最后给出了该仿真系统的实现方案。该仿真系统可用于环控系统研发初期的动态性能指标的确定，也可以对环控系统的ECS控制算法进行设计