电子论文-航空发动机FADEC系统软件故障分析

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1、航空发动机FADEC系统软件故障分析StudyonthesoftwarefaultintheFADECsystemofaero-engine(中国民用航空飞行学院)王强傅强WangqiangFuqiang摘要：航空发动机的全权限数字电子控制（FADEC）系统具有体积小、重量轻，其控制软件易于编写和修改，并可以实现复杂的控制规律和许多现代控制算法等特点。软件的可靠性是系统可靠性的重要组成部分。本文研究了航空发动机FADEC系统中软件故障问题，并对软件故障问题的分类及其性质进行了研究和分析，为以后的软件可靠性设计做了较好的准备

2、性工作。关键词：航空发动机；全权限数字电子控制；软件故障；可靠性中图分类号：V233文献标识码：AAbstract:TheFullAuthorityDigitalElectronicControl(FADEC)systemofAero-enginehasalotofadvantagelikeitslightweight,smallvolumeandthecontrolsoftwareiseasytoprogramandmodify,thecomplicatedcontrolruleandmanymoderncontrola

3、rithmeticcanbeturnedintorealityinthiswayalso.Thereliabilityofsoftwareisthemostimportantpartofthereliabilityofthesystem.Inthispaper,thesoftwarefaultintheFADECofaero-engineisstudied,andtheclassesandcharactersofitwereanalyzed.Keywords:Aero-engine;FullAuthorityDigital

4、ElectronicControl(FADEC);software;reliability1引言先进飞机的航空发动机要求高推重比、低油耗、长使用寿命、大灵活性和高可靠性。发动机性能的充分发挥主要依靠控制系统来实现和保证。因此，控制系统的性能和可靠性对发动机的正常工作十分重要。传统上航空发动机时采用机械液压控制器来控制的。随着飞机、发动机技术的发展，对发动机控制也提出了更高的要求。其需要监视和控制的参数越来越多，控制回路不断增加。因而，传统的机械液压控制技术已不能满足发动机技术日益发展的需求。当前发动机控制器己发展为电子控制

5、器。尤其是近年来已日渐成熟的全权限数字电子控制系统（FullAuthorityDigitalElectronicControl，FADEC），具有体积小、重量轻，其控制软件易于编写和修改，并可以实现复杂的控制规律和许多现代控制算法等特点，从而可以满足现代航空发动机控制的需求。国内在研中的FADEC系统的软件组成结构如同1所示：系统软件信号采集及处理核心机控制系统监控信号输出发与传动控防控双上感主机制信启停喘制处位器状监器号动车消信理机故态视系采控控喘号机系集障制控制控参统通统输诊制数重制出信通断记构讯录图1FADEC系统的

6、软件组成结构2FADEC系统中软件的故障2.1软件故障概念故障(fault)：内在缺陷称为故障，可能在软件生存期各个阶段产生。故障是在软件中静态地存在的，它主要是在设计阶段产生的一种软件缺陷而造成的，是在系统运行之前就已经存在的。故障软件是固有的缺陷。2.2软件故障的性质软件故障反映着设计者的失误或不周，但是，它不一定在运行中注定要使软件出错。如果软件在运行中访问到了故障点，那么将会有错误或失效产生。如果没有这个机会或条件，即使软件中有故障，运行中间或最终也可能没有产生错误，而使该故障潜伏下来，待条件具备才导致错误。当然，

7、软件出错误也不能说仅是由于故障而造成的。例如，软件运行的环境和条件，也可能造成错误，甚至硬件故障也可能造成软件的错误。再如，传感器信号的输入超过了约束范围，或非法输入也都可能造成软件的错误。为了便于研究，可以假设软件运行的环境和输入等因素都是正常的，错误主要来源于软件故障，这样可以将软件故障的性质作如下分析：1、软件故障对人的依赖性硬件系统的缺陷或物理上出现的问题与人的因素有关，但是主要还是由于元件材料的质量、工艺过程和加工条件所造成的，主要取决于“客观条件”。但是软件则不然，软件故障主要是指软件设计中产生的缺陷，它的产生

8、则是设计者的失误所造成的，这取决于人的“主观条件”。当然这里所提的“主观”，应理解为是人的理解和思维能力、技术水平、经验的丰富程度以及工作态度等。因此，软件故障的多少，依赖于设计者的水平。2、软件故障的固有性软件出现了缺陷，也就是产生了故障。该软件无论放到哪里，这些故障总是存在于软件之中的，直到被发现而