基于can总线的航空发动机试车台实时测控系统设计

《基于can总线的航空发动机试车台实时测控系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据·72·《测控技术}2013年第32卷第11期基于CAN总线的航空发动机试车台实时测控系统设计杨帆，樊丁，彭凯，王旺元(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：针对某型航空发动机的性能测试需求，设计了基于CAN总线的上下位机实时测控系统，该系统综合应用了总线测试、虚拟仪器和实时操作系统等技术。针对CAN总线通信存在网络数据丢包问题，提出了基于缓冲器的数据包丢失补偿器的算法。经实践证明，该系统运行稳定可靠、实时性强、测控精度高，达到了预期的设计指标要求。关键词：航空发动机；测控系统：CAN总线中图分

2、类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1000—8829(2013)11—0072—04DesignofReal—TimeMeasurementandControlSystemforAeroengineTestRigBasedonCANYANGFan，FANDing，PENGKai，WANGWang-yuanfSchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Accordingtoperform

3、ancetestingrequirementsofanaeroengine，areal—timemeasurementandcontrolsystemofthehostandlowercomputerisdesignedbasedonCAN．Thesystemintegratesmanyadvancedtech-nologies，suchasbustest，virtualinstrumentsandreal-timeoperatingsystem．InviewofthedatalossproblemofCANcommun

4、icationnetwork，adatapacketlosscompensationalgorithmisproposedbasedonbuffer．Theapplicationresultsshowthatthesystemisstableandreliable，real—time，andhashighprecisioninmeasurementandcontrol，andachievesthedesireddesignrequirements．Keywords：aeroengine；measurementandcon

5、trolsystem；CAN航空发动机为飞机的正常飞行提供可靠的动力保证，其工作过程是极其复杂的气动热力过程，工作范围宽广、工作条件恶劣，其零部件类型多，系统结构复杂，因此航空发动机在生产制造和维护过程中需要完善、可靠的发动机试车测控系统，用以检验发动机的工作状态，评定其性能指标。CAN总线是德国Bosch公司在20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议，在测控领域中有着广泛的应用。它是一种多主总线，CAN节点可分成不同的优先级以满足不同的实时要求，它采用非破坏性总线仲裁技术，大大节省了总线冲突仲裁时间，CAN总线的通

6、信距离最远可达10km(速率5kbit／s)，通信速收稿日期：2013—05—03基金项目：国家自然科学基金资助项目(50906071)作者简介：杨帆(1974一)，男，重庆人，博士研究生，讲师，主要研究方向为航空发动机控制：率最高可达1Mbit／s(通信距离不大于40m)。1测控需求分析测控对象为输出功率不大于100kW级别的涡轴发动机(小发)，它是某型大推力涡扇发动机(大发)的起动装置，该型小发由燃气涡轮发生器模块(压气机、燃烧室、压气机涡轮)、自油涡轮、减速传动装置(输出轴)及配套的燃油控制系统、滑油系统、启动电机

7、等构成。试车过程中，测控系统不控制小发的燃油流量(由小发自带的燃油系统控制)，只控制燃油开关、起动电机通断、点火附件通断及小发动力机电门(小发工作状态)。计算机控制系统与小发控制的核心电气控制如图1所示。计算机控制系统收到启动指令后，根据状态选择开关的挡位所确定的启动工况，按时间和小发状态参数控制启动电机、点火附件、燃油开关等的启闭；运行过程中，监视小发压气机涡轮转速、自由涡轮转速、排气温度、滑油压力等信号并控制输出轴的万方数据基于CAN总线的航空发动机试车台实时测控系统设计·73·转速和扭矩以模拟大发的功率负载特性。2

8、7V汇流条勰辫b燃油压力￥尘■信号器G9憎开制3=i而丽倒压力信号器幡开点饕f—F—汇流条辫03}繁。1橼勰淌。计算机器I—l盘Iasg萏意燃油开关G4图1小发电气系统控制图启动过程中，小发工作时间不超过50S，压气机涡轮及自由涡轮工作转速较高，均在60000r／rain以上，涡轮后排气温度在800oC以上，当转速、