[发明专利]一种发动机健康监视单元

说明书

本发明公开了一种发动机健康监视单元，包括主处理器系统和多通道通信及信号采集系统，所述主处理器系统包括主处理器、存储器和以太网接口，用于对发动机数据进行存储和管理、状态诊断、健康预测、趋势预测、维修决策等；所述多通道通信及信号采集系统包括DSP处理器和FPGA芯片、双端口RAM，所述DSP处理器用于按设定周期同步获取各发动机数据、根据同步获取的各发动机数据识别重要故障并输出告警信号至机上告警指示灯、传输同步后的组合数据包至主处理器；所述FPGA芯片用于接收各发动机数据预处理后传输至DSP处理器。本发明提升了系统可靠性、安全性等性能，克服了性能瓶颈，可更好地满足发动机健康管理需求和重要故障的识别。

技术领域

本发明涉及航空发动机健康监视技术领域，特别地，涉及一种发动机健康监视单元。

背景技术

发动机健康监视单元是发动机健康管理系统的机载部分，负责发动机数据的获取、数据的筛选、发动机状态检测等发动机状态监视单元的标准功能，并且随着嵌入式系统的硬件性能的快速提升也逐渐承担发动机健康预测、趋势预测、维修决策等数据分析功能，同时发动机健康监视单元可以通过机载总线通信接口将发动机的状态检测结果和健康预测结果实时发送到飞机的航电系统进行显示，以便飞机维护人员对发动机维护工作或故障排除工作做出合适的决策。发动机健康监视单元还会将获取的发动机数据、状态检测和数据分析结果存储在内部的大容量存储器件中，以便在地面时通过发动机健康监视单元的专用维护电缆连接地面分析系统快速导出，借助地面分析系统计算机的强大性能进行更全面地数据分析和维修决策。

现在的发动机健康监视单元通常为高性能嵌入式处理器+外部扩展FPGA芯片的硬件架构，处理器上运行健康监视单元控制软件，FPGA芯片扩展处理器的外部接口、管理其外部总线上挂载的其他存储芯片、对通信数据和计划采集的模拟信号和开关量信号进行初步处理。

但是，随着发动机健康监视单元的系统需求日益复杂化，更多不同属性、不同来源的发动机参数数据需要被发动机健康监视单元获取，假如仍继续采用单处理器的硬件架构，数据的获取就会占用太多处理器资源，导致发动机健康监视单元的性能很快遇到瓶颈，无法更好地实现数据的筛选、状态检测、健康预测、趋势预测等数据管理和分析功能来满足发动机健康管理需求。

另外，发动机健康监视单元获取了发动机电子控制系统的数据、飞机航电系统的数据以及健康监视单元专用传感器的采集数据后，往往有实时监视某些严重程度较高的发动机故障并在故障发生时立即输出告警信息并要求飞行员即时处理的技术要求，例如，滑油油位低故障、发动机振动超限故障、滑油磨屑超标故障等，这些告警信息相关的硬件和软件模块通常有更高的安全性设计保证等级要求，设计时要保证更低的失效率(主要通过MTBF指标体现)来满足发动机适航要求。

因此，继续采用单处理器架构，将数据获取功能以及某些重要等级故障的告警功能与其他的发动机健康监视功能放在一起实现就不再合适。

发明内容

本发明提供了一种发动机健康监视单元，以解决现有发动机健康监视单元的易出现性能瓶颈、无法更好地实现数据管理和分析功能来满足发动机健康管理需求和无法识别部分重要故障并及时输出告警的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机健康监视单元，包括电路连接的主处理器系统和多通道通信及信号采集系统，

所述主处理器系统包括电路连接的主处理器、存储器和以太网接口，用于对获取的发动机数据进行存储和管理、状态诊断、健康预测、趋势预测、维修决策、上传数据至地面分析系统及从地面分析系统下载系统配置参数及升级程序；