辅助动力装置全权限数字电子控制技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要辅助动力装置（APU）是当今先进战机不可缺少的重要设备，其控制系统是保证整个辅助动力装置可靠工作的关键，因此对控制系统的研究对于飞机辅助动力装置的安全运行有重要意义。本文以辅助动力装置的全权限数字电子控制系统(FADEC)为研究对象，在分析辅助动力装置结构配置的基础上，对其各部分功能和结构特点做出了研究。根据辅助动力装置控制系统的设计原则，提出了数字电子控制器的控制方案。在此基础上，深入研究了控制系统的实现技术。完成了数字电子控制器的硬件设计和控制软件的编写，并对其中的电路设计原理和软件结构进行了详细说明。为了

2、配合控制系统的研究，进行了辅助动力装置的理论建模，推导出大偏差非线性数学模型，对其各部分特性进行了分析计算，并采用系统辨识技术建立了辅助动力装置的简化数学模型。研究了辅助动力装置控制系统地面仿真与试验技术，构建了仿真平台，进行了控制系统的数字仿真和半实物仿真试验，通过对仿真结果进行分析，验证了控制方案的可行性，对控制系统的研制成功起到了重要的作用。最后设计了一套监控系统，完成了APU地面台架试车试验。从试车试验结果来看，所设计的控制器可以实现对辅助动力装置的控制功能。关键词：辅助动力装置，全权限数字电子控制，硬件设计，软件设计，仿真，试车试验

3、i辅助动力装置全权限数字电子控制系统设计ABSTRACTAuxiliaryPowerUnit(APU)isakeyequipmentformodernadvancedfighteraircraft.ItscontrolsystemplaysanessentialroleinguaranteeingthereliabilityofthewholeaircraftAuxiliarypowerunit.Thus,theresearchoncontrolsystemmeanssignificantlytotheAPU.TheFullAuthority

4、DigitalElectronicContorsystemofAPUisstudiedinthepaper.BasedonananalysisofstructureconfigurationofAPU,thefunctionsandcharacteristicsofitspartsareanalysed.Accordingtothedesignprincipleofcontrolsystem，thecontrolschemeisexpatiated.Thestructureandconfigurationofthesystemaredesig

5、nedandrealized,includingthehardwareandthesoftwareofthedigitalelectroniccontroller.Thecircuitprincipleandthestructureofsoftwarearedescribedindetails.Inordertodevelopthecontrolsystem,APUsystem’smathematicmodeliscarriedout,includingthenon-linearmodelachievedbyacademicanalysean

6、dthelinearmodelachievedbysystemdistinguishtechnology.Thetechniquesofsimulationarestudied,andthesimulationsystemisconstructed.Theexperimentsofhardware-in-the-loopsimulationanddigitalsimulationareimplementedtovalidatethefeasibilityofcontrolschemes.Finally,thetrialrunexperimen

7、tonthegroundiscarriedout.TheexperimentalresultshaveprovedthedesignedcontrollertobevalidandefficientforAPU.Keywords:AuxiliaryPowerUnit,FullAuthorityDigitalElectronicControl,hardwaredesign,softwaredesign，simulation，trialrunexperimentii南京航空航天大学硕士学位论文图清单图2.1APU系统结构示意图..........

8、......................................................................6图2.2起动发电机控制