[发明专利]一种基于航空发动机全数字仿真平台的控制器替换方法

说明书

本发明涉及一种基于航空发动机全数字仿真平台的控制器替换方法，其特征在于：所述控制器替换方法是基于所述航空发动机全数字仿真平台的服务器和客户端并通过TCP/IP通信协议进行仿真，包括：步骤A：完成本地控制器设置编译工作，包括控制逻辑和算法的加入、动态链接库文件的生成；步骤B：定义服务器端控制器与发动机模型的接口，保证控制器与航空发动机模型之间的信号准确传递；步骤C：在服务器完成文件接收工作之后把文件存放在相应的工作空间目录下，由服务器调用服务器端控制器函数，从而完成将服务器端控制器替换为本地控制器的过程。本发明实现了服务器端发动机模型的共享，提高了资源利用率，解决了控制系统研发建模难度大的问题。

技术领域

本发明属于航空发动机数值仿真技术领域，特别涉及一种基于航空发动机全数字仿真平台的控制器替换方法。

背景技术

设计安全可靠的航空发动机控制系统是保证航空发动机在恶劣多变条件下稳定可靠工作的一种有效途径，但由于航空发动机本身的复杂性使得其研发技术难度大、周期长、费用高，并制约各国航空领域的发展。近年来随着计算机辅助技术的不断进步，高效率、低成本、低风险的仿真系统相继出现。以美国推进系统数值仿真(NPSS)为例，NASA刘易斯研究中心研究表明，NPSS平台的出现，节约了约10％-20％的发动机控制系统的研制时间和费用。因而建立完整的包含控制系统设计的仿真平台，对缩短控制系统设计、验证周期，以及提高航空发动机性能都具有非常重要的意义。

中国专利申请201310440242.8公开了“一种航空发动机控制系统的快速原型仿真方法”，该方法首先建立控制算法模型，利用虚拟仪器技术及实时硬件平台进行控制系统的原型设计，通过自动代码生成技术将设计好的航空发动机控制算法模型编译并下载至实时硬件平台上，快速建立控制算法原型机；其次，快速控制原型机负责采集发动机模拟器经过信号接口单元后的输出信号，根据控制指令计算出发动机的相关控制量并发送给发动机模拟器，实现对发动机的闭合回路控制；最后，控制系统设计者通过监控计算机实时观测控制效果，根据设计者对控制系统的性能要求不断对控制算法模型进行修改，重复快速控制原型机闭合回路仿真过程，直至满足控制系统设计者的要求。但该方法还存在以下明显不足：一是该航空发动机控制系统的快速原型仿真方法在实现时每次只能允许单个用户进行操作，无法实现多个用户同时使用；二是该方法在进行控制系统设计时只能在本地实现，无法基于互联网实现不同设计人员的异地、协同工作；三是该方法在进行控制系统设计时无法实现实时更换控制器并反馈仿真结果。

综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今航空发动机数值仿真技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种基于航空发动机全数字仿真平台的控制器替换方法，本发明能够实现不同用户通过共享服务器端已有的航空发动机模型实时、异地和协同的对服务器端控制器进行设计仿真，提高了控制器设计人员的工作效率，且操作简便和实用性强。

根据本发明提出的一种基于航空发动机全数字仿真平台的控制器替换方法，所述航空发动机全数字仿真平台包括服务器和客户端，其中，所述服务器包括基线版本的航空发动机模型和控制器；所述客户端包括图形用户界面及控制器上传接口；其特征在于：所述控制器替换方法是基于所述服务器和客户端并通过TCP/IP通信协议进行仿真，在源程序中把所述服务器端控制器函数设置在所述航空发动机模型前调用，完成所述服务器端控制器替换为所述本地控制器并基于所述航空发动机全数字仿真平台反馈结果至所述客户端，包括以下具体步骤：

步骤A：完成本地控制器设置编译工作，包括控制逻辑和算法的加入、动态链接库文件的生成；

步骤B：定义服务器端控制器与发动机模型的接口，保证控制器与航空发动机模型之间的信号准确传递；

步骤C：在服务器完成文件接收工作之后把文件存放在相应的工作空间目录下，由服务器调用服务器端控制器函数，从而完成将服务器端控制器替换为本地控制器的过程。