一種基于PXI系統的通用航空發動機等效控制器設計

王劍 胡肖璐 高妮

摘 ? 要：本文對航空發動機電調系統的燃油調節器交付時所需的等效控制器進行了需求分析。按分析結果設計出一種基于PXI系統的通用等效控制器硬件方案，并介紹了等效控制器數據采集性能和硬件安裝方式。該等效控制器配合合理的底層軟件及上位機控制程序，即可達到大部分航空發動機燃油調節器功能性能需求，具有較好的通用性和較高的經濟價值。

關鍵詞：燃油調節器 ?等效控制器 ?PXI

中圖分類號：V23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0013-02

與電子控制器共同完成航空發動機控制的燃油調節器在交付時需要經過功能性能驗收。通常情況下，真實的電子控制器不能滿足燃油調節器驗收需求，需根據不同的驗收需求設計等效控制器，費時費力，因此急需設計一種通用的航空發動機等效控制器。

1 ?等效控制器需求分析

燃油調節器試驗系統如圖1所示，等效控制器應具有溫度、壓力、位移等參數采集功能;通過控制燃油調節器上的電液裝換裝置（電液伺服閥、電磁閥等），實現燃油調節器流量開環、可變參數閉環控制的功能[1-2]，同時具有對試驗器的測控功能、與上位機通訊功能。

2 ?硬件方案設計

通用等效控制器硬件方案采用PXI系統為核心搭建控制器硬件平臺，主要包括上位機、電子控制器、信號調理箱、輸入/輸出卡、數據存儲器、顯示器、信號調理箱、數字量I/O模塊、周期/頻率測量模塊、PWM輸出模塊，以及為擴展實現試驗器傳感器信號采集與控制而增加的A/D采集模塊通道數、D/A輸出模塊通道，圖2給出了等效控制器原理結構原理框圖。

PXI系統中的嵌入式控制器作為電子控制器的計算單元，主要實現A/D采集模塊、數字量I/O模塊、周期/頻率測量模塊、LVDT測量模塊、PWM輸出模塊、D/A輸出模塊的驅動。壓力傳感器輸出的電壓信號采用電壓采集卡采集，LVDT與溫度傳感器采用專用的LVDT信號采集卡和熱電阻信號采集卡采集。采用電流輸出卡產生電液伺服閥驅動信號。

數據采集性能要求：

（1）A/D采用精度：±0.1%，A/D分辨率不低于12位;

（2）模擬量采集精度根據信號類型及用途設定，不低于0.5%FS;

（3）模擬量電流輸出精度不低于0.2%FS。

電子控制器硬件安裝：

（1）傳感器采用航空插頭通過接線端子與PXI控制柜連接。

（2）PXI控制柜與信號調理箱采用專用屏蔽電纜連接。

（3）數據存儲服務采用內嵌的方式與上位機連接。

（4）打印機通過USB接口與上位機連接。

（5）數據顯示器采用HIMI接口與上位機連接。

3 ?結語

該等效控制器基于PXI通用系統進行設計，配合合理的底層軟件及上位機控制程序，即可達到大部分航空發動機燃油調節器功能性能需求，具有較好的通用性和較高的經濟價值。

參考文獻

[1] 樊思齊.航空發動機控制[M].西安：西北工業大學出版社，2008.

[2] 樊思齊.航空推進系統控制[M].西安：西北工業大學出版社，1996.