一种基于PXI系统的通用航空发动机等效控制器设计

王剑 胡肖璐 高妮

摘   要：本文对航空发动机电调系统的燃油调节器交付时所需的等效控制器进行了需求分析。按分析结果设计出一种基于PXI系统的通用等效控制器硬件方案，并介绍了等效控制器数据采集性能和硬件安装方式。该等效控制器配合合理的底层软件及上位机控制程序，即可达到大部分航空发动机燃油调节器功能性能需求，具有较好的通用性和较高的经济价值。

关键词：燃油调节器  等效控制器  PXI

中图分类号：V23                                     文獻标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（a）-0013-02

与电子控制器共同完成航空发动机控制的燃油调节器在交付时需要经过功能性能验收。通常情况下，真实的电子控制器不能满足燃油调节器验收需求，需根据不同的验收需求设计等效控制器，费时费力，因此急需设计一种通用的航空发动机等效控制器。

1  等效控制器需求分析

燃油调节器试验系统如图1所示，等效控制器应具有温度、压力、位移等参数采集功能;通过控制燃油调节器上的电液装换装置（电液伺服阀、电磁阀等），实现燃油调节器流量开环、可变参数闭环控制的功能[1-2]，同时具有对试验器的测控功能、与上位机通讯功能。

2  硬件方案设计

通用等效控制器硬件方案采用PXI系统为核心搭建控制器硬件平台，主要包括上位机、电子控制器、信号调理箱、输入/输出卡、数据存储器、显示器、信号调理箱、数字量I/O模块、周期/频率测量模块、PWM输出模块，以及为扩展实现试验器传感器信号采集与控制而增加的A/D采集模块通道数、D/A输出模块通道，图2给出了等效控制器原理结构原理框图。

PXI系统中的嵌入式控制器作为电子控制器的计算单元，主要实现A/D采集模块、数字量I/O模块、周期/频率测量模块、LVDT测量模块、PWM输出模块、D/A输出模块的驱动。压力传感器输出的电压信号采用电压采集卡采集，LVDT与温度传感器采用专用的LVDT信号采集卡和热电阻信号采集卡采集。采用电流输出卡产生电液伺服阀驱动信号。

数据采集性能要求：

（1）A/D采用精度：±0.1%，A/D分辨率不低于12位;

（2）模拟量采集精度根据信号类型及用途设定，不低于0.5%FS;

（3）模拟量电流输出精度不低于0.2%FS。

电子控制器硬件安装：

（1）传感器采用航空插头通过接线端子与PXI控制柜连接。

（2）PXI控制柜与信号调理箱采用专用屏蔽电缆连接。

（3）数据存储服务采用内嵌的方式与上位机连接。

（4）打印机通过USB接口与上位机连接。

（5）数据显示器采用HIMI接口与上位机连接。

3  结语

该等效控制器基于PXI通用系统进行设计，配合合理的底层软件及上位机控制程序，即可达到大部分航空发动机燃油调节器功能性能需求，具有较好的通用性和较高的经济价值。

参考文献

[1] 樊思齐.航空发动机控制[M].西安：西北工业大学出版社，2008.

[2] 樊思齐.航空推进系统控制[M].西安：西北工业大学出版社，1996.