[发明专利]航空发动机分布式故障诊断系统硬件在环仿真平台及方法

权利要求书

1.一种航空发动机分布式故障诊断系统硬件在环仿真平台，其特征在于，包括主工作站、航空发动机端、故障诊断端和智能节点；所述主工作站与航空发动机端通过RJ45接口连接；所述航空发动机端与故障诊断端通过RS232串口相连，航空发动机端与智能节点通过RS232串口和A/D转换接口连接；所述故障诊断端与智能节点通过TTCAN总线连接；

所述主工作站完成故障诊断算法的设计与仿真验证、总线通信方案的设计与仿真验证、航空发动机端及故障诊断端的代码生成与下载任务；在仿真过程中，主工作站实现人机交互功能，为航空发动机端和故障诊断端提供飞行条件和油门杆角度信息，实时显示航空发动机监控参数和故障诊断结果；在仿真结束后，使用主工作站对数据进行后期处理；

所述航空发动机端使用工控机模拟，用于实时运行航空发动机部件级模型程序，完成航空发动机全状态模拟，并将航空发动机参数以模拟量的形式输出；航空发动机端加载的采集板卡通过A/D转换接口采集智能节点的执行机构信号，输出航空发动机传感器信号；并通过RS232串口与故障诊断端和智能节点进行数据交互；

所述故障诊断端由F28335开发板组成，用于实时执行故障诊断算法；故障诊断端F28335开发板上的DSP内部集成了eCAN模块与智能节点进行数据交互，采用VP230芯片作为TTCAN总线的收发器；通过RS232串口进行与航空发动机端的数据交互，采用MAX232芯片实现电平转换；

所述智能节点由F28335开发板组成，用于实现智能节点功能；智能节点F28335开发板上的DSP内部集成了eCAN模块与故障诊断端进行数据交互，采用VP230芯片作为TTCAN总线的收发器；通过RS232串口进行与航空发动机端的数据交互，采用MAX232芯片实现电平转换；通过智能节点F28335开发板上的DSP内部的12位A/D模块实现传感器信号的采集；采用MCP2515芯片捕获CAN消息的帧起始位；采用DAC7724芯片输出执行机构信号。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机分布式故障诊断系统硬件在环仿真平台，其特征在于，所述主工作站、航空发动机端、故障诊断端和智能节点的连接方式如下：

所述主工作站与航空发动机端通过RJ45接口连接，采用TCP/IP传输协议；主工作站为运行Matlab/Simulink的计算机，即商用台式机，航空发动机端为运行Simulink Real-Time实时系统的计算机，即运行航空发动机模型的工控机；

所述航空发动机端与智能节点通过A/D、D/A转换端口和RS232串口连接；航空发动机端的D/A输出由PCL-812PG板卡实现，电压范围为0～2.5V；智能节点的A/D采集由DSP芯片上集成的A/D转换功能采集电压信号；智能节点的D/A输出由DAC7724芯片实现，电压范围为0～5V；航空发动机端的A/D采集由PCL-812PG板卡采集电压信号；航空发动机端的RS232串口向智能节点发送工作模式、飞行条件，智能节点的RS232串口向航空发动机端上传智能节点中的A/D采集的传感器信号；

所述航空发动机端与故障诊断端通过RS232串口连接；航空发动机端的RS232串口向故障诊断端发送硬件在环仿真平台工作模式、飞行条件信息；故障诊断端的RS232串口向航空发动机端上传故障诊断结果信息；

所述智能节点与故障诊断端通过TTCAN总线连接；智能节点通过TTCAN总线，在预先设计好的时间窗内发送传感器信号和接收控制指令，MCP2515芯片连接至总线上，捕获参考消息的帧起始位；故障诊断端通过TTCAN总线，向智能节点发出参考消息和控制指令，接收传感器信号。