飞机座舱压力气动调节系统的建模与仿真.pdf

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1、第3l卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：1006—9348(20】4)Ol—0036一05飞机座舱压力气动调节系统的建模与仿真霍昱旭，李玉忍，宋颖慧(西北工业大学自动化学院，陕西西安710129)摘要：在座舱压力调节控制优化问题的研究中，由于飞行中压力调节系统不稳定，造成座舱压力波动等现象。为解决上述问题，建立了一个参数修改方便、系统结构调整容易的高精度系统模型，根据气动式座舱压力控制系统的控制性能，对座舱压力控制器和排气活门等关键组成部分建立气动特征数学模型，并在MATLAB／simulink上构建了座舱压力控制系统仿真模型，对气动式座舱压力调节系统模型的静态／动态性

2、能进行了仿真和分析。结果表明，气动控制在一定范围内，能较好地满足座舱压力制度及余压制度的要求，具有良好的座舱压力控制能力。关键词：气动式；座舱；压力控制系统中图分类号：v41I8文献标识码：BModeUngandSimulationofAircraftCabinPressure’sPneumaticRegulatorSystemHUOYu—xu，LIYu—ren，SONGYing—hui(CollegeofAutomaIionEn舀neering，NonhwestemPoIyIechnicalUniversity，xi’anShanxi710129，China)ABSTRACT

3、：Inthestudyaboutoptimizationproblemofcabinpressurecontml，becausethatthepressurecontmlsyscemisunstable，resulcinginsomephenomenasuchascabinpressurenuctuates．Tosolvethepmblemsabove，ahigh—precisioncabinpressurecontmlsystemsimulationmodelwiththeadvantagesofoperacingthepammetersandstnJctu脚ofsystem

4、easilyhasbeenestablished．AccordingIothecontmlperforrnanceofthepneumaticcabinpressurecontrolsystem，thepapermainlyanalysedthep^ncipeofkeypanssuchaspressurecontmllerandexhaustvalve，basedonMATLAB／Simulinkestablishedthesimulationmodelofthecabinpressurecontrolsystem，andaccomplishedthesimuIationand

5、analysisaboufpneumaticcabinpressureregulatingsystemmodel’sstatic／dynamicperfb瑚ances．Theresultsshowthatpneumaticcontrolcanachievethecabinpressureandoverbottompressure’srequirementinacenainrange，andthecabinpressurecontmlsystemhasafavorablecontrolability．KEYWORDS：Pneumatic：Cabin：Pressureconfmls

6、vstem1引言随着对飞机性能要求的提高，传统的座舱压力调节器已经不能很好的满足飞行员的生理要求和飞行要求，如座舱压力调节系统工作不稳定，致使飞机出现压耳、座舱压力波动等现象。目前对座舱压力调节器的试验及改进一般基于微缩机舱实物模型，造价成本很高，由于系统硬件故障及器件老化等原因造成设备维护费用高昂；不同机型的压力调节系统配置不同导致机舱模型不具备可移植性，这些不足对研究成本和周期产生了不利影响。。。很多文章分析了飞行器座舱的静态特性，但是实际应用中要实现的是动态条件下保证飞行器座舱压力得到有效控制，开展座舱压力调节系统动态性能仿真研究既可以满足动收稿日期：2013—03一11

7、修回日期：2013—04—07—36一态条件下对座舱压力控制的要求、降低研究成本及周期，还可以为今后系统方案进一步改进设计和创新以及外场排故提供技术依据。2座舱压力气动式调节系统的工作原理2．1气动式压力调节器工作原理气动压力调节器由压力控制盒、排气活门和安全活门协同工作来保证。控制盒由气动功率放大器、气动转换器等组件组成，见图1。压力调节器和安全活门协同工作，使座舱压力按一定规律变化，压力变化分为三个区域。1)自由通风区起飞过程中当飞机速度小于300km／h或着陆过程中飞机速度小于200k