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航空发动机故障诊断装置硬件在环实时仿真平台_吕升1
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摘要:硬件在环仿真是将算法由理论转为实际应用的重要步骤,而针对航空发动机故障诊断算法的硬件在回路仿真平台的研制目前还处于初级阶段。基于已有的民用大涵道比涡扇发动
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航空发动机故障诊断装置硬件在环实时仿真平台
吕 升,郭迎清,孙 浩
(西北工业大学 动力与能源学院,西安 710129)
摘要:硬件在环仿真是将算法由理论转为实际应用的重要步骤,而针对航空发动机故障诊断算法的硬件在回路仿真平台的研
制目前还处于初级阶段。基于已有的民用大涵道比涡扇发动机非线性模型,利用基于 xPC的自动代码生成技术,搭建了基于工控机
与 DSP 的故障诊断装置硬件在回路实时仿真系统,并对平台的性能参数、使用流程进行了说明。提出了 1 种故障诊断算法并进行
了硬件在回路验证。针对搭建的平台,提出 1 种故障诊断算法的评价标准。
关键词:DSP;故障诊断算法;硬件在环实时仿真;自动代码生成;评价标准
中图分类号:V263.6 文献标识码:A doi:1 0.1 3477/j .cnki.aeroengi ne.201 7.03.009
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hardware-in-loop simulation platform for aeroengine fault diagnosis algorithm is in the primary stage now. Based on the existed nonlinear
model of civil high bypass ratio turbofan engine, the xPC-based automatic code generation technology was used to build a hardware-in-the-
loop real-time simulation system of engine fault diagnosis device based on IPC and DSP hardware, the performance parameters of platform
and the operation process were described. A fault diagnosis algorithm was proposed and the hardware-in-loop verification was carried out.
An evaluation criterion of fault diagnosis algorithm based on the platform was put forward.
@&A %-#$9B DSP
;
fault diagnosis algorithm
;
hardware-in-the-loop real-time simulation
;
automatic code generation
;
evaluation
criterion
航空发动机
Aeroengine
收稿日期:2016- 11- 01 基金项目:航空动力基础研究项目资助
作者简介:吕升(1992),男,在读硕士研究生,主要研究方向为航空发动机故障诊断及健康管理;E- mail:2011301770@mail.nwpu.edu.cn。
引用格式:
吕升,郭迎清,孙浩. 航空发动机故障诊断装置硬件在环实时仿真平台[J].航空发动机,2017,43(3):43- 49.LYU Sheng,GUO Yingqing,SUN
Hao. Hardware- in- the- loop real- time simulation platform of engine fault diagnosis device[J]. Aeroengine,2017,43(3):43- 49.
第 43 卷 第 3 期
2017 年 6 月
Vol. 43 No. 3
Jun. 2017
0 引言
作为整个飞机中的核心部件,航空发动机是 1 个
强非线性、结构复杂的多部件系统,在高温、高压、高
功率、高转速等多种苛刻条件下长时间反复工作
[1]
,发
生任何故障都会对飞机造成严重的威胁,因此对发动
机及时进行准确无误的故障诊断,无论对于飞行安
全,还是提高经济效益,都具有重大意义。近年来,出
现了多种类型的故障诊断算法
[2]
。硬件在回路仿真是
对算法进行试验的 1 种新的手段,是将故障诊断算法
由理论推向实际的重要步骤。构建故障诊断装置硬件
在回路仿真系统,可模拟发动机在真实工况下故障诊
断装置的工作情况,对故障诊断算法进行全系统综合
测试,从而节省发动机整套系统实物试验的高昂经
费,缩短故障诊断装置研发的周期,实现发动机的视
情维修。
国内外针对故障诊断算法的硬件在回路仿真系
统的研制已经取得了显著成果
[3]
,开发了不少通用的、
以发动机为控制对象的快速原型化的仿真平台,有效
地解决了控制系统算法从数字仿真到半物理仿真的
无缝转换。李睿等
[4]
针对军用发动机的传感器故障,提
出了诊断仿真平台的总体设计方案,利用自动代码生
成技术、S 函数的驱动模块技术,初步实现了故障诊
断平台的功能;郭迎清等
[5]
结合快速原型方法构建了
民用涡扇发动机的在线诊断系统硬件实时仿真平台,
该仿真平台针对的对象具有普遍性和实用价值,但采
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莉雯Liwen
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