[发明专利]一种航空发动机控制器在回路容错验证方法

说明书

本发明公开了一种航空发动机控制器在回路容错验证方法，方法中，在航空发动机的模型机上写入传感器故障注入代码，所述传感器故障注入代码设定传感器故障注入模式、传感器故障注入位置、故障注入周期和系统恢复周期，实现故障随机地注入，在航空发动机的控制器上写入在发动机包线范围内不同应用场景的飞行控制代码，加入随机设定模块，根据发动机实际工作环境和参数限定生成随机数区间，随机生成飞行高度目标、飞行马赫数目标、单次飞行周期和油门杆角度以实现发动机在包线范围内飞行；分别在模型机和航空发动机的控制器输入控制指令，使航空发动机的控制器在注入故障下考核在全包线范围内不同应用场景的容错。

技术领域

本发明属于航空发动机控制系统考核领域，特别是一种航空发动机控制器在回路容错验证方法。

背景技术

控制系统是发动机的“神经中枢”，其任务可靠性与安全性是发动机的生命。容错控制是控制系统的“重要使命”，是保障发动机安全高效运行的核心技术。容错控制技术是突破传统“保安全”、瞄准性能不降级，最终实现带故障派遣的核心技术，是提高任务可靠性的重要途径。然而，容错控制方法却缺乏有效的验证方法。

航空发动机容错控制验证技术的难点有两处：一、缺乏一个有效的故障注入手段。航空发动机传感器故障类型繁多，单一的故障注入无法有效说明容错控制方法的普适性，而快速自动遍历和随机故障注入具有很大的难度。二、全包线范围内的飞行场景设定困难。发动机的任务剖面非常复杂，如何有效的模拟出全包线范围任意位置，对飞行状态进行有效模拟十分困难。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提出一种航空发动机控制器在回路容错验证方法。自动遍历和随机注入故障，全面模拟发动机的各类型故障，通过各种飞行应用场景的设定，实现全包线范围内发动机工作状态的准确模拟，解决航空发动机容错控制方法验证困难的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种航空发动机控制器在回路容错验证方法包括以下步骤：

第一步骤，在航空发动机的模型机上写入传感器故障注入代码以实现故障随机地注入，所述传感器故障注入代码设定传感器故障注入模式、传感器故障注入位置、故障注入周期和系统恢复周期，

第二步骤，在航空发动机的控制器上写入在发动机包线范围内不同应用场景的飞行控制代码，加入随机设定模块，根据发动机实际工作环境和参数限定生成随机数区间，随机生成飞行高度目标、飞行马赫数目标、单次飞行周期和油门杆角度以实现发动机在包线范围内飞行；

第三步骤，分别在模型机和航空发动机的控制器输入控制指令，使航空发动机的控制器在注入故障下考核在全包线范围内不同应用场景的容错，其中，通过检测超温、超转、喘振、推力降级指标以考核控制器容错。

所述的方法中，第一步骤中，传感器为双余度传感器，其至少包括温度传感器和压力传感器。

所述的方法中，第一步骤中，传感器故障注入模式包括短路、断路、比例漂移及偏置漂移故障，通过调整IO电压值来模拟故障传感器。

所述的方法中，第一步骤中，通过代码复用设定为单一传感器故障注入和两两组合传感器故障注入。

所述的方法中，第一步骤中，通过随机设定模块以实现故障随机地注入，其中，对不同类型的传感器故障设定标签，利用随机数来生成随机标签实现传感器故障类型的随机设定；通过对不同位置传感器设定标签，利用随机数来生成随机标签实现传感器故障位置的随机设定。