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航空發動機仿真系統

日期:2017/7/16

航空發動機仿真系統

系統概述
   

        航空發動機在設計研發階段,多采用基于實時仿真計算機的測控系統作為發動機試驗器的核心部件對前期設計不斷進行優化,這種

方案不僅可以實現高精度的實時現場壓力信號、溫度信號、振動信號、轉速信號、增量編碼器信號、熱電偶信號、開關量信號、RVDT/LVDT

等信號的同步采集與模擬,通過采集控制機內部的標度變換、濾波處理、發動機數學模型運算,對現場電液伺服閥、電氣轉換器、流量調

節閥、開關電磁閥等進行調節控制,以及通過通訊同各現場電機變頻器進行實時控制、數據交互,并輸出溫度、轉速、振動、壓差等仿真

信號提供給發動機控制器,實現系統的閉環控制。

系統主要功能

仿真平臺可實現的功能與技術規格:
   

        ◇ 能夠實現發動機模型建立與仿真,滿足發動機模 型實時仿真要求;
   

        ◇ 能夠采集與輸出指定信號并滿足精度與特性要求;


        ◇ 能夠仿真模擬發動機溫度、壓力、振動轉速等傳感器信號,精度與穩定性均按照技術要求定制 ;
   

        ◇ 能夠在Matlab、C/C++、VC++、Fortran等多種編程語言模型環境中進行聯合仿真;
   

        ◇ 能夠監控與指示各種狀態信息;

        ◇ 能夠實現在線調試參數,優化仿真模型;

        ◇ 能夠通過現場總線Profibus-DP通訊模式,與西門子或ABB變頻系統進行數據交互,保證實時性、可 靠性與穩定性;

        ◇ 能夠通過實時網絡系統和局域網與外部其他系統進行數據交互;


        ◇ 支持多處理器系統并具有常用航空總線的對外接口。
   

        ◇ 具有信號校準和濾波功能,能實時采集并存儲過程參數;

        ◇ 監控界面友好直觀,便于操作;

        ◇ 以數據或圖形等多種方式實時顯示工作參數;

        ◇ 具有參數限制與報警指示功能;

        ◇ 接受信號時間+模型軟件計算時間+傳送輸出時間≤20ms;、

        ◇ 具有過壓過流等異常工作狀態的保護功能;

        發動機測控仿真試驗系統主要用于實時解算發動機數學模型,并能夠支持使用多種編程語言(Matlab/simulink、C/C++、Fortran等)

開發的模型在同一工程中進行聯合仿真,并提供實時修改參數功能。仿真任務可在仿真過程中加載到任意CPU,支持子系統模型多速率運行,

仿真過程中可對系統事件進行監控,保證仿真任務執行中的確定性和可預測性。

系統定制與開發

        我們可按照用戶實際項目需求情況設計研發全權限數字電子控制器仿真測試系統,系統的實時解算與輸入/輸出部分使用具有近五

十年實時系統開發經驗的美國并行計算機公司成熟可靠的實時仿真機解算代碼及框圖模型,并配置可以選擇多種精度、特性及通道數量的輸

入輸出板卡通過外部定制端子或航插接口與真實發動機組件及傳感器相連構成的硬件在回路仿真測試系統,用于幫助仿真及開發人員將發

動機控制系統連接到十分接近實物樣機或試車臺條件的虛擬環境中進行測試,這種方法大大降低了前期研發成本投入和風險,并可有效提

高測試資源的利用和人力資源的效率。

系統特性與優勢

        仿真平臺的硬件資源可由底層支撐軟件有序的、可控的、邏輯的組織起來,進行仿真測控試驗。支撐軟件主要包括:模型開發、

接口、仿真與調試分析軟件、實時操作系統、編程語言編譯器及其它配套軟件包組成,用戶在系統設計、模型開發、分析調試過程中可

以充分利用以下系統特點:

        1)系統允許用戶同時調試在多個處理器上運行的多個實時進程。可以進行程序的執行、修改或數據顯示而無需停止或中斷程序。

斷點、觀測點和數據監控點可以被自動修補到應用程序中,并與之同速執行,不影響實時性能

        2)支持動態調整多個協同工作的進程,設定優先級、調度策略以及CPU分配情況,可顯示任務運行的周期、最大和最小時間值

以監視應用程序的實際執行情況,并在幀超時的情況下具有提示功能

        3)提供監控、修改和記錄多個實時應用程序參數的功能,可用作開發環境中調試、分析、原型開發和錯誤注入的工具,也可用于

在開發環境中創建用于程序輸入或輸出的圖形界面 控制面板,支持瀏覽用戶指定的數據條目,可輸入需要監視的數據條目名稱來掃描任務列

表以獲取調試用戶程序信息。

        4)具有同時記錄運行于多個CPU 的多進程事件功能。可將用戶定義的應用程序事件與系統事件合并在一起,給出整個系統的完整

同步視圖。可跟蹤的系統事件包括系統調用、上下文切換、機器異常和中斷等。允許用戶以多種方式放大/縮小、搜索、過濾、提取和分析

事件。事件追蹤可以在程序執行后進行,也可同步進行。

        5)圖形化軟件界面。

        6)支持采用C/C++語言開發模型和MathWorks公司產品開發的MATLAB/Simulink模型

        7)支持C, C++和Fortran代碼模型直接集成進軟件并與Simulink模型一起執行仿真

        8)軟件支持多速率運行

        9)用戶可以分配模型到不同系統的CPU上實現并行執行,可任意設定CPU執行某一個進程以確保實時響應;

        10)提供應用腳本語言控制仿真的功能

        11)支持仿真數據的可視化與繪圖功能

 

 

所屬類別: 電子系統仿真

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