发动机全功能数字电子控制器演示幻灯片

1，引擎全功能数字电子控制器FADEC，2，1。概述，全功能(权限)数字电子控制fadec(fully authoritydigitalelectroniccontrol)所谓权限是指直接行动的能力。全光数字电子控制意味着，您可以利用数字电子控制系统的极限能力执行系统规定的所有任务。随着微电子技术的发展，可靠性问题已经可以通过元件本身的增加和控制系统的设计来解决，成本不高。3，1.1引擎高级控制概念，包括20世纪80年代美国NASA在内的几个研究机构通过详细评估确认了最先进的高级控制概念。在审查和排序工作中选择的比较基于配备高级涡轮风扇引擎的第四代高性能军用战斗机(MHPF)和2.4马赫的高速民用运输机(HSCT)及其引擎。使用的评价标准包括权衡因素和质量因素。其中有考虑其他尺寸、燃料和气流、效率等影响的权衡。质量因素包括起飞重量、燃料消耗率、失速裕度、启动影响和复杂性、风险、寿命成本、诊断能力和分析盈余指标。评估结果显示，前4名的高级控制概念包括引擎智能控制(IEC)、性能优化控制(PSC)、可靠性优化控制(SSC)和活动优化控制(ASC)，4，5，SSC使用控制算法减少部件可靠性容差。该方法将可靠性检查添加到发动机控制逻辑中，实时计算非稳定性影响，在线评估风扇和压缩机稳定性，使控制系统最小化浪涌裕度，提高发动机性能。IEC采用的基本方法是模拟涡轮发动机的模型。也就是说，今后建立的发动机模型除了对推进系统的控制外，还直接控制推力和发动机限制参数。6，PSC是一种基于模型的自适应控制算法，用于实时修改飞行测量参数，调整控制规律，优化发动机性能。PSC使用的控制算法有三种控制模式：最大推力模式、最小消耗品模式和最小风扇涡轮入口温度计算模式。ASC旨在主动控制发动机喘振。也就是说，可以采取措施，如调整失速、燃油流动和导叶角度，消除失速。该方法扩大了发动机的稳定运行范围，减少了设计的失速容限，同时发动机稳定运行，实现了更高的性能。7，1.2FADEC的优点、民航引擎控制越来越多地采用FADEC，如PW4000、V2500、RB211-524、GE90等。提高引擎的性能。减少燃料消耗。减轻司机的负担。提高可靠性降低成本易于实现引擎和飞机控制集成。8、(1)提高引擎性能。FADEC具有强大而精密的计算能力，能够在整个飞行范围内发挥引擎的最佳性能；可以改善发动机的启动和过渡特性。可以提高发动机安全保护。FADEC的数值计算和逻辑判断能力可以在更合理的范围内选择控制规律。轻松实现发动机控制系统的变化，修改软件，找到最佳控制性能。(2)减少燃料消耗。FADEC可以对引擎进行优化控制，因此更换引擎控制器时，可以减少运行，甚至无需调整，通过结合慢车速度的闭环控制、优化进气、自动节流等措施，减少燃料消耗。9，(3)减轻司机的负担。(4)提高可靠性。冗馀技术、故障排除、恢复功能和过热、旋转、过电压等减少，提高了引擎的可靠性。(5)降低成本。包括自检、诊断、内存等功能，可以解决计算机辅助故障，使维护更容易。此外，更换管制装置不需要调整运行，从而减少了发动机维修费用。(6)易于监测发动机状态，易于与飞机控制集成。，10，cfm 56-5b，11，v2500-a5，12，13，2。fadec配置和功能、2.1FADEC系统包括燃料泵系统、主燃料、燃油计量装置、排放阀控制、可变几何位置操纵、尖端间隙主动控制、传感器、专用电源发电机和电子控制器等完整的控制系统。EEC或数字电子控制器(DEEC)是FADEC系统的关键组件，包含封装在一个框中的双数字控制通道(例如双微处理器、双程序内存、双电源等)，具有检测、隔离和接受所有部件错误(包括输入备用传感器的选定电路和容错备份控制模式)所需的逻辑。14，飞机向FADEC输入信号，控制系统向飞机发送的输出信号，引擎向FADEC发送的输入信号，以及FADEC向引擎发送的输出信号：(1)飞机向FADEC输入信号：节流杠杆位置；大气数据计算机；数字数据离散信号；28V直流电压。15，(2)FADEC向飞机发送的输入信号：hypervisor信号；燃料流量反馈信号；电子控制器电源箱发动机速度；风扇导叶压缩机定子叶片角度、尾喷嘴位置等信号；燃料温度、油温度、发动机总进口温度、排气温度等信号；发动机进口总压力、燃烧室压力、尾喷管压力等信号；(4)FADEC发送给引擎的输出信号：燃料流和每个可变形状执行器命令信号。16，17，2.2FADEC的功能全部是因为：(1)发动机控制推力管理，发动机推力的精确控制，推力控制的准确性提高；燃料量控制由发动机控制。为了获得最佳浪涌容限，控制排气阀开启和可调定子叶片的角度，防止喘振，引擎运行更好。涡轮叶片间隙保持最佳间隙，减少气体泄漏，提高涡轮效率，提高发动机性能，控制涡轮间隙(TCC)；发动机燃料和油的控制；发动机起动点火和反步进控制；安全保护，EEC确保发动机的每个主要参数都不会超限。18、(2)状态监视和故障检测的FADEC可以自动检测故障并采取相应的纠正措施。为了稳定运行，FADEC可以双通道或多通道方式运行，在一个通道出现故障的情况下自动转换到另一个通道，并且有足够的重要传感器和操作器。通过用EPR控制引擎的推力输出，如果EEC检测到压力传感器故障，它可以自动切换到N1控制引擎的推力输出。FADEC具有存储、记忆故障功能。(3)数据通信EEC可以同时接收EEC的信息，以操纵和维护飞机和驾驶舱的显示。引进全功能数字电子控制后，仍需要一些液压机械零件。发动机仍然需要泵、燃油计量装置(FMU)和执行器。19、cfm56、cfm56-fadec系统配置：双通道ECU1个；HMU；ECU专用发电机；VSV、VBV、HPTACC、LPTACC、转子活动间隙和启动热(racsb)；启动系统推后系统；燃料/油温度控制；发动机传感器电缆ECU冷却；燃烧室分级阀(BSV)。20，21，cfm 56-fadec系统功能：在安全限制范围内控制发动机稳态运行的气体发生器；发动机限制保护；电源管理引擎自动启动程序；背推控制；驾驶舱指令的发动机参数传输；发动机状态监测参数传输；系统内部错误检测、隔离、调整和存储；燃料回流阀控制。22，22，CFM56FADEC系统电子控制单元(ECU)cfm 56-FADEC系统液压机械(HMU)HMU接受来自ECU的电气信号，并将这些输入信号转换为通过转矩电动机/伺服阀转换为引擎燃料流和单个外部系统的液压信号。发动机燃料用作液压介质。，23、v2500、v2500-fadec系统配置：双通道EEC；燃料计量装置(FMU)；专用永磁发电机(PMA)VSV、增压器等级排放阀(BSBV)、主动间隙控制、10级冷却空气、引擎和一体式变速器发电机热量管理控制操作系统(IDG)；传感器电缆和启动系统部件。24，25，v2500-fadec系统功能：在正常状态和瞬态状态下，在安全限制范围内控制引擎运行的气体发生器；发动机限制保护；电源管理引擎自动启动程序；背推控制；发动机状态监测参数传输；系统内部错误检测、隔离、调整和存储；燃料回流阀控制。26，26，V2500FADEC系统电子控制单元(EEC)v 2500-FADEC系统