飞机空气循环机的建模与故障仿真.pdf

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1、第29卷第8期计算机仿真2012年8月文章编号：1006-9348(2012)08-0072—04飞机空气循环机的建模与故障仿真何永勃，杨燕辉，王丽哲(中国民航大学航空自动化学院．天津，30D，DD)摘要：飞机空气循环系统故障识别优化问题，飞机循环制冷系统结构复杂，故障类型较多。为深人分析飞机制冷系统故障机理，提高故障源定位的准确性．根据能量守恒和动量方程等建立了热交换器、压气机、涡轮部件及空气循环机整体数学模型。采用simulink仿真，得到了流量控制活门、热交换器、冲压空气活门等部件发生故障时的故障征兆及空气循环机部件参数的动态变化曲线，并详细论

2、述了曲线变化过程。仿真结果表明，故障与理论的结果一致，表明模型对制冷系统故障诊断有重要参考价值。关键铽违!气循环钒；建模；放障仿真中图分类号：N945．12文献标识码：BAircraftAirCycleMachineModelingandFaultSimulationHEYong—bo，YANGYan～hui，WANGLi—zhe(AeronauticalAutomationCollegeofCivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)ABSTRACT：TheAirCycleMachine(A

3、CM)usedinaircraftenvironmentalcontrolsystemisapttomanykindsoffailuresbecauseofitscomplicatedstructure．Themathematicalmodelsoftheheatexchanger，thecompressor，theInrban，aswBnaSthewhdeACM，Wel-eestablishedb鹊edonthelawofconservationofenergyandmomentumequa—tion，whichcanbeusedfordeepan

4、alysisofthefaultmechanismandthusimprovingtheaccuracyofthefailuresourcelocation．UsingSIMULINK，thefailuresymptomsanddynamiccurvesofthemainpararoetemintheconditionsofpartfailure，suchaStheFlowControlValve(FCV)，heatexchangerandr哪airdoor，weregivenanddiscussedindetail．Theagreementofth

5、esimulationresultandtheresultintheairlinefaultcollectionmanualindicatesthattheACMmodelisavaluablereferencetothetechniciansfordiagnosis．1【]EYWORDS：Aircyclemachine；Modeling；Faultsimulationl弓l言飞机环境控制系统(AircraftEnvironmentalControlSys-tern，ACES)是保证在各种飞行状态下飞机座舱和设备舱内具有乘员和设备正常工作所需要适当条

6、件的整套装置¨1，随着航空工业技术的发展和民航客机的现代化、大型化，AECS的地位日趋重要，设备更加完善。一个良好的座舱环境，不仅关系到机上人员的生命安全，舒适的座舱条件还可以提高旅客的上座率。在AECS中的温度调节部分主要是指加温和制冷两大部分，在设计和安排座舱温度调节时，却着重考虑制冷系统，因为制冷系统的主要附件和系统白旺作原理，对整个温度调节系统具有重要意义。大多数客机的ECS依靠空气循环系统来实现制冷、加温、加压等功能。目前．空气基金项目：中央高校基本科研业务基金(ZXH2011／j002)收稿日期：2011—09—30修回Et期：2011—

7、11—02—72一循环制冷系统已经广泛应用于民航飞机，该系统由冷热两部分气体管路组成，两支管路气体都来自发动机压气枕引气，根据不同需要，旋转空调面板温度调节旋扭到合适位置，温度控制器接到指令后，将接收到的管道温度传感器与机舱温度传感器进行比较。控制混合室的冷、热空气比例，锝副合适的座舱温度拉，]。根据航空公司故障汇编手册的调查和数据统计，空气循环系统的排故和维修非常繁琐，由于维修人员对其内部工作原理缺乏深入认识，发生故障时，若只是盲目的更换部件，而不能对故障进行准确的定位。这样不仅耗费人力，增加维修成本，甚至影响飞行安全。当前，飞机环境控制系统的研究

8、已经取得了很大的进展，关于结构设计和参数优化方面的文献较多，但是对其故障定位的研究并不多，所以本文在深人分析