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电气系统显示模拟器和方法及飞机电力系统综合测试系统

申请号 CN201910445166.7 申请日 2019-05-27 公开(公告)号 CN110182384B 公开(公告)日 2022-12-02
申请人 西北工业大学; 发明人 董延军; 张晓斌; 张锐;
摘要 本发明提供一种电气系统显示模拟器和方法及飞机电力系统综合测试系统,电气系统显示模拟器包括EPS状态信息接收单元,采集电力系统的状态信息,并将所述电力系统的状态信息传输给简图页显示单元;所述状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流采集波动范围;简图页显示单元,根据EPS状态信息接收单元传输的电力系统的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;机组告警系统显示单元。本发明有益效果如下:创造了“三鸟”联调条件,即仅在电力系统存在的情况下,即可完成飞机电力系统地面测试要求。
权利要求

1.一种电气系统显示模拟器,其特征在于:包括

EPS状态信息接收单元,EPS状态信息接收单元包括采集电路、数据采集板卡;所述采集电路采集电力系统的状态信息,通过数据采集板卡将电力系统的状态信息进行逻辑处理传输给简图页显示单元;所述状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流采集波动范围;

简图页显示单元,根据电力系统的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;

机组告警系统显示单元,将所述电力系统的状态信息和给定的电力系统的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别以文本形式进行显示;

信号仿真单元,模拟航电系统、液压系统的信号,采用虚拟操作界面,通过运行在计算机上的应用软件来实现,信号仿真单元包括继电器板卡,被触发时按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统运行状态发送给远程电源管理系统;其中模拟航电系统、液压系统的信号包括模拟APU控制开关、APU准备加载、APU启动使能、左发电机燃油切断、左发电机点火开关、右发电机燃油切断、右发电机点火开关、主要机电式功率控制器空速、备份机电式功率控制器空速、发电机的N2转速、起落架状态、左右防火手柄状态和当前空速的一种以上信号;

EPS状态信息发送单元,接收EPS状态信息接收单元传输的电力系统的状态信息,并将所述电力系统的状态信息传输给飞行控制系统;

具体包括以下步骤:

接受用户操作指令触发信号仿真单元,产生的仿真信号按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统运行状态发送给远程电源管理系统;所述电力系统运行状态包括:发电机启动状态和不启动状态,所述发电机包括左发电机、右发电机、APU发电机;

采集电力系统的状态信息,所述电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流采集波动范围;

其中逻辑计算定义如下:当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以下,则相应电力系统的状态信息为正常模式;

当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以上,则相应电力系统的状态信息为故障模式;

当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率为故障模式;

当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率无反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流为不启动模式;

将电力系统的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;

将所述电力系统的状态信息和给定的电力系统的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别生成文本形式进行显示;具体包括:当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,发电机的功率及输出电压和频率为零,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;

当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率无信号,发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;

当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围在5%以上时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示;

当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%~5%时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是低级警告生成文本形式进行显示;

当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%以下时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是正常模式生成文本形式进行显示;

当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率没有信号时,发电机的功率及输出电压和频率没有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是不启动模式生成文本形式进行显示;

根据最高级警告>中级警告>低级警告>正常模式>不启动模式对显示的文本形式进行排序。

2.一种飞机电力系统综合测试系统,包括电力系统和远程电源管理系统,其特征在于:

还包括如权利要求1所述的电气系统显示模拟器,电气系统显示模拟器将电力系统运行状态发送给远程电源管理系统,远程电源管理系统接收所述电力系统运行状态将其转化为控制指令向电力系统发送,电力系统根据控制指令进行运行,电气系统显示模拟器采集电力系统的状态信息并以简图页和文本的形式展示。

说明书全文

电气系统显示模拟器和方法及飞机电力系统综合测试系统

技术领域

[0001] 本发明属于飞机电力系统运行状态进行地面测试试验(MC5)的技术,特别涉及电气系统显示模拟器和方法及飞机电力系统综合测试系统。

背景技术

[0002] 以往我国飞机电力系统地面测试试验,均为电力系统的单独测试,并不需要飞机其它系统的配合,比如航电、液压等系统的信息交联,这是因为在航空电力系统平台顶层设计中,传统飞机都是液压能、气压能和电能3种混合能源模式,各自单独运行,电力系统在不需要其它系统的前提下就可以正常运转并满足测试要求。随着“多电/全电飞机”技术的提出,液压能和气压能使用效率低,可靠性和生命力无法保证,电能有逐渐取代另外两种能源的趋势,那么造成的结果是电力系统的正常运转必须依靠航电、液压等系统的信息交联,那么以电力系统为测试中心的试验,势必会造成飞机全部系统的配合才可以完成,造成资源利用效率不高,试验进度缓慢。

发明内容

[0003] 本发明要解决的问题是在飞机电力系统地面测试技术中,对发电、配电等电力系统(即铜鸟)进行测试时没有加入实际航电系统(即电鸟)、飞控液压系统(即铁鸟)的配合(信息交联,即电力系统需要接收电鸟和铁鸟的信号)的技术问题。
[0004] 为解决现有技术中的问题,本发明提供一种电气系统显示模拟器,整合了电鸟的信号监测、告警功能以评判电力系统试验结果及电鸟、铁鸟与电力系统交联信息输入功能,包括EPS状态信息接收单元,采集电力系统的状态信息,并将所述电力系统的状态信息传输给简图页显示单元;所述状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流采集波动范围;简图页显示单元,即模拟电鸟的信号监测功能,根据电力系统的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;机组告警系统显示单元,即模拟电鸟的告警功能,将所述电力系统的状态信息和给定的电力系统的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别以文本形式进行显示;信号仿真单元,模拟航电系统、液压系统的信号,采用虚拟操作界面,通过运行在计算机上的应用软件来实现,被触发时按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统运行状态发送给远程电源管理系统。
[0005] 优选地,还包括EPS状态信息发送单元,接收EPS状态信息接收单元传输的电力系统的状态信息,并将所述电力系统的状态信息传输给飞行控制系统。
[0006] 优选地,EPS状态信息接收单元包括采集电路、数据采集板卡;所述采集电路采集电力系统的状态信息,通过数据采集板卡将电力系统的状态信息进行逻辑处理传输给简图页显示单元。
[0007] 优选地,信号仿真单元包括继电器板卡;模拟航电系统、液压系统的信号包括模拟APU控制开关、APU准备加载、APU启动使能、左发电机燃油切断、左发电机点火开关、右发电机燃油切断、右发电机点火开关、主要机电式功率控制器空速、备份机电式功率控制器空速、发电机的N2转速、起落架状态、左右防火手柄状态和当前空速的一种以上信号,通过继电器板卡将模拟信号传输给所述远程电源管理系统。
[0008] 本发明还公开了一种飞机电力系统综合测试系统,包括电力系统和远程电源管理系统,还包括前面所述的电气系统显示模拟器,电气系统显示模拟器将电力系统运行状态发送给远程电源管理系统,远程电源管理系统接收所述电力系统运行状态将其转化为控制指令向电力系统发送,电力系统根据控制指令进行运行,电气系统显示模拟器采集电力系统的状态信息并以简图页和文本的形式展示。
[0009] 本发明还公开了一种测试方法,应用于前面所述的电气系统显示模拟器,包括以下步骤:
[0010] 接受用户操作指令触发信号仿真单元,产生的仿真信号按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统运行状态发送给远程电源管理系统;
[0011] 采集电力系统的状态信息,所述电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流采集波动范围;
[0012] 将电力系统的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;
[0013] 将所述电力系统的状态信息和给定的电力系统的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别生成文本形式进行显示。
[0014] 优选地,电力系统运行状态包括:发电机启动状态和不启动状态,所述发电机包括左发电机、右发电机、APU发电机。
[0015] 优选地,逻辑计算定义如下:
[0016] 当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以下,则相应电力系统的状态信息为正常模式;
[0017] 当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以上,则相应电力系统的状态信息为故障模式;
[0018] 或者当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率为故障模式;
[0019] 当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率无反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流为不启动模式;
[0020] 电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流。
[0021] 优选地,电力系统的状态信息和给定的电力系统的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别生成文本形式进行显示包括:
[0022] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,发电机的功率及输出电压和频率为零,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;
[0023] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率无信号,发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;
[0024] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围在5%以上时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示;
[0025] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%~5%时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是低级警告生成文本形式进行显示;
[0026] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%以下时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是正常模式生成文本形式进行显示;
[0027] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率没有信号时,发电机的功率及输出电压和频率没有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是不启动模式生成文本形式进行显示;
[0028] 电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流;
[0029] 根据最高级警告>中级警告>低级警告>正常模式>不启动模式对显示的文本形式进行排序。
[0030] 本发明具有以下效果:
[0031] (1)在飞机电力系统地面测试技术中,发电、配电等电力系统(即铜鸟)是测试对象,但是电力系统的正常运转需要航电系统(即电鸟)、飞控液压系统(即铁鸟)的配合(信息交联,即电力系统需要接收电鸟和铁鸟的信号)才能正常的运行,这就需要将电力系统测试的“铜鸟”、航电系统测试的“电鸟”以及飞控液压系统的铁鸟进行信息交联,从而形成“三鸟联调”的电力系统级的分析、验证、调试;信号仿真单元充当“电鸟”“铁鸟”的系统,给予电力系统(即“铜鸟”)正常运行所需要的信号,为“铜鸟”的正常运行创造条件,实现“三鸟”联调,不需要实际搭建航电系统和飞控液压系统,即仅在电力系统存在的情况下,完成飞机电力系统地面测试要求。
[0032] (2)替代真实的简图页显示单元,汇总飞机电力系统(EPS)相关的状态信息(主要包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流以及电力线路拓扑)等信息,以简图页形式直观展现出来,地面监测人员可以通过简图页监测电力系统的运行状态。
[0033] (3)替代真实的航电机组告警系统,并且将电力系统中的故障点进行集中显示并实时刷新,将告警级别进行排序,起到提示告警功能。
[0034] (4)本发明便于人机交互,快速方便测试电力系统的性能。

附图说明

[0035] 图1是本发明一实施例提供的电气系统显示模拟器的结构示意图;
[0036] 图2是本发明另一实施例提供的电气系统显示模拟器的结构示意图;
[0037] 图3是本发明另一实施例提供的电气系统显示模拟器的结构示意图;
[0038] 图4是本发明一实施例提供的飞机电力系统综合测试系统的结构示意图;
[0039] 图5为本发明一实施例提供的EPS状态信息接收单元的的结构示意图;
[0040] 图6为本发明一实施例提供的电气系统显示模拟器人机交互界面;
[0041] 图7为图6的简页图显示页面的放大图;
[0042] 图8为图6的机组告警信息显示页面的放大图;
[0043] 其中,1.EPS状态信息接收单元;2.简图页显示单元;3.机组告警系统显示单元;4.信号仿真单元;5.EPS状态信息发送单元;6.飞行控制系统;7.电力系统;8.远程电源管理系统。

具体实施方式

[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制,为了更好地说明本发明的具体实施方式,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸,对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0045] 在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046] 如图1所示,一种电气系统显示模拟器,包括
[0047] EPS状态信息接收单元1,采集电力系统7的状态信息,并将所述电力系统7的状态信息传输给简图页显示单元2;所述状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流采集波动范围;
[0048] 简图页显示单元2,根据EPS状态信息接收单元1传输的电力系统7的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;
[0049] 机组告警系统显示单元3,将所述电力系统7的状态信息和给定的电力系统7的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别以文本形式进行显示;
[0050] 信号仿真单元4,模拟航电系统、液压系统的信号,采用虚拟操作界面,通过运行在计算机上的应用软件来实现,触发时按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统7运行状态通过内置的继电器板卡发送给远程电源管理系统8。
[0051] 图2是电气系统显示模拟器的另一种结构示意图,对于机组告警系统显示单元3,其既可以如图1所示从简图页显示单元2获得电力系统7的状态信息,也可以如图2所示从EPS状态信息接收单元1(即电力系统7状态信息接收单元)中获得电力系统7的状态信息。
[0052] 该实施例中,电气系统显示模拟器,硬件主要由数据采集卡、以太网通讯接口的工业控制计算机组成,对电力系统7的状态信息以简图页和机组告警系统(CAS)信息形式进行显示,并通过信号仿真单元4显示电力系统7与航电、液压等其它系统交联总线信息。
[0053] 软件的实现是由LabVIEW开发环境完成,软件部分主要是数据通讯和逻辑计算。在飞机运行过程中,航电系统和飞控液压系统需要发送控制指令,即为确保电力系统7正常运行需要航电系统和飞控液压系统向其提供飞机其他系统的状态信号,如APU控制开关、APU准备加载、APU启动使能、左发电机燃油切断、左发电机点火开关、右发电机燃油切断、右发电机点火开关、主要机电式功率控制器空速、备份机电式功率控制器空速、发电机的N2转速信号、起落架状态、左右防火手柄状态、当前空速等信号,意味着,模拟航电系统、液压系统的信号即模拟APU控制开关、APU准备加载、APU启动使能、左发电机燃油切断、左发电机点火开关、右发电机燃油切断、右发电机点火开关、主要机电式功率控制器空速、备份机电式功率控制器空速、发电机的N2转速、起落架状态、左右防火手柄状态和当前空速的一种以上信号。这些信号都直接关系到电力系统7工作于何种状态、运行是否正常,以及其工作状态的转换。因此本发明需要根据当前具体的试验要求和电力系统7实际运行状况模拟航电系统和飞控液压系统的工作状态,并且分别按照各信号的给定周期通过总线实时地发送给电力系统7,这些信号通过本发明的信号仿真单元4产生,将需要的电力系统7运行状态(即控制信号)通过继电器板卡发送给远程电源管理系统8(以下简述“RPDU试验系统”),从而控制电力系统7的运行。
[0054] AICD(Avionics Interface Control Document)即航空电子接口控制文件[0055] AICD作为行业规范标准定义了总线发送的数据频率分别为1Hz、5Hz、10Hz和20Hz,那么在航电系统和电力系统7之间信息发送的最小周期50ms内实现所有的功能(数据采集、分析、保存、EPS简图及CAS信息状态更新等功能),以满足系统对实时性的要求。
[0056] 电力系统7(EPS)的状态信息(发动机的功率、输出电压和频率、母线电压和电流等),实时由总线监控,总线监控从429总线和PCI总线上采集到的原始数据(EPS信息)按照时间的顺序记录下来,之后将采集到的数据进行逻辑处理,即数据分解和逻辑计算,这两部分都需要严格按照AICD给出的规范要求进行,任何一个数据或计算上的微小差错都会造成判定结果的严重失真,导致当前对电力系统7状态判定不可信。
[0057] 如图5所示,EPS状态信息接收单元1包括采集电路、数据采集板卡;所述采集电路采集电力系统7的状态信息,通过数据采集板卡将电力系统7的状态信息进行逻辑处理传输给简图页显示单元2。电力系统7在获得相应的控制指令之后运转,电力系统7的状态信息(即发电机的功率及输出电压和频率、母线电压和电流以及电力线路拓扑)通过采集电路进入数据采集板卡(作为示例性说明,如NI公司PCI6224数据采集板卡)采集,将电力系统7的状态信息按照时间的顺序记录下来进行逻辑处理传输给简图页显示单元2进行显示,简图页显示单元2的工作原理是Labview通过编写动态链接库DLL文件将电力系统7的状态信息存放到Labview数据读取存储器中,通过调用Labview波形图表,把读取电力系统7的状态信息以图表的形式在PC显示器上实时的显示。其中,采集的信号根据类型分为模拟信号和离散信号,模拟信号经过信号采集电路(滤波、放大、差分等调节)后再进入PCI6224数据采集板卡,保证被采集的信号的稳定性和可靠性。
[0058] 如图3所示,在上述实施例的基础上,电气系统显示模拟器还包括EPS状态信息发送单元5,接收EPS状态信息接收单元1传输的电力系统7的状态信息,并将所述电力系统7的状态信息传输给飞行控制系统6。
[0059] 电力系统7的状态信息将会通过EPS状态信息发送单元5发送给飞行控制系统6,飞行控制系统6是飞机的信息汇合中心。
[0060] 如图4所示,一种飞机电力系统7综合测试系统,包括电力系统7和远程电源管理系统8,还包括上面所述的电气系统显示模拟器,电气系统显示模拟器将电力系统7运行状态发送给远程电源管理系统8,远程电源管理系统8接收所述电力系统7运行状态将其转化为控制指令向电力系统7发送,电力系统7根据控制指令进行运行,电气系统显示模拟器采集电力系统7的状态信息并以简图页和文本的形式展示。
[0061] 上面所述的电气系统显示模拟器的测试方法,包括如下步骤:
[0062] 接受用户操作指令触发信号仿真单元4,产生的仿真信号按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统7运行状态发送给远程电源管理系统8;
[0063] 采集电力系统7的状态信息,所述电力系统7的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流采集波动范围;
[0064] 将电力系统7的状态信息经过逻辑计算并生成简图页形式进行显示;
[0065] 将所述电力系统7的状态信息和给定的电力系统7的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别生成文本形式进行显示。
[0066] 作为示例性说明,电力系统7运行状态包括:发电机启动状态和不启动状态,所述发电机包括左发电机、右发电机、APU发电机。
[0067] 作为示例性说明,逻辑计算定义如下:当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统8时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以下,则相应电力系统的状态信息为正常模式;
[0068] 当电气系统显示模拟器将发电机启动状态发送给远程电源管理系统8时,若电气系统显示模拟器采集的电力系统的状态信息波动范围3%以上,则相应电力系统的状态信息为故障模式;
[0069] 当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统8时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率为故障模式;
[0070] 当电气系统显示模拟器将发电机不启动状态发送给远程电源管理系统8时,若电气系统显示模拟器采集的发电机的功率及输出电压和频率无反馈信息,则相应发电机的功率及输出电压和频率为不启动模式;
[0071] 电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流,当然电力系统的状态信息不仅限于此,也可包括变换器,仅为列举。
[0072] 该实施例中,发电机包括左发电机、右发电机、APU发电机,母线包括:左交流汇流条、右交流汇流条、左直流汇流条、右直流汇流条、左直流主汇流条、右直流主汇流条、直流转换主汇流条、3相交流主汇流条、单相交流主汇流条、飞行控制直流汇流条等等,蓄电池包括主蓄电池、飞行控制蓄电池和APU蓄电池,其中变压整流器包括左变压整流器、中变压整流器、右变压整流器,这些状态信息的警告级别有三种,为方便监测,可以对应三种颜色来显示,举例来说,比如绿色代表正常模式,黄色代表故障失效模式(又可细分为最高级警告、中级警告和低级警告),白色代表不启动模式。
[0073] 以L AC BUS(左交流汇流条)举例说明,若L AC BUS显示黄色,则表示L AC BUS(左交流汇流条)是故障失效模式:若L AC BUS显示绿色,则表示L AC BUS(左交流汇流条)是正常模式。
[0074] 作为示例性说明,将所述电力系统7的状态信息和给定的电力系统7的状态信息阈值进行比较,根据比较结果确定警告的级别以文本形式进行显示包括:
[0075] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,发电机的功率及输出电压和频率为零,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;
[0076] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率无信号,发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;
[0077] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围在5%以上时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示;
[0078] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%~5%时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是低级警告生成文本形式进行显示;
[0079] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率有信号,电力系统的状态信息采集波动范围3%以下时,确定相应电力系统的状态信息警告的级别是正常模式生成文本形式进行显示;
[0080] 当比较结果是给定的发电机的功率及输出电压和频率没有信号时,发电机的功率及输出电压和频率没有反馈信息,确定相应发电机警告的级别是不启动模式生成文本形式进行显示;
[0081] 电力系统的状态信息包括发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流及母线电压和电流;
[0082] 根据最高级警告>中级警告>低级警告>正常模式>不启动模式对显示的文本形式进行排序。
[0083] 以左发电机测试举例来说,若给定的左发电机的功率及输出电压和频率有信号,采集的发电机的功率及输出电压和频率为零,确定左发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示。当比较结果是给定的左发电机的功率及输出电压和频率无信号,左发电机的功率及输出电压和频率有反馈信息(不为零),确定左发电机警告的级别是最高级警告生成文本形式进行显示;当比较结果是给定的左发电机的功率及输出电压和频率有信号,若采集的左发电机的功率及输出电压和频率采集波动范围在5%以上时,确定左发电机警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示,若采集的左发电机的功率及输出电压和频率采集波动范围在3%‑5%之间时,确定左发电机警告的级别是低级警告生成文本形式进行显示,若采集的左发电机的功率及输出电压和频率采集波动范围在3%以下时,确定左发电机警告的级别是正常模式生成文本形式进行显示,若采集的蓄电池的温度及电压与电流和/或者变压整流器的输出电压与电流和/或者母线电压电流采集波动范围在5%以上时,确定蓄电池和/或者变压整流器和/或者母线警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示,若采集的蓄电池的温度及电压与电流和/或者变压整流器的输出电压与电流和/或者母线电压电流采集波动范围在3%‑5%之间时,确定蓄电池和/或者变压整流器和/或者母线警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示,若采集的蓄电池的温度及电压与电流和/或者变压整流器的输出电压与电流和/或者母线电压电流采集波动范围在3%以下时,确定蓄电池和/或者变压整流器和/或者母线警告的级别是中级警告生成文本形式进行显示。右发电机、APU发电机测试同理。
[0084] 上述采集的电力系统状态信息波动范围3%、5%也可根据实际测试需要重新确定数值。比如4%、8%等等。
[0085] 作为示例性说明,电气系统显示模拟器的人机交互界面可以如图6所示。
[0086] ELECTRICAL SYSTEM SYNOPTIC(简页图显示页面)这部分的功能:其实就是状态显示的功能,即把电力系统7当前状态经由数据采集、数据处理后以简页图的形式显示出来,直观地显示电力系统7各部分的运行状态。具体地状态信息显示如图7所示,图7名词解释:LAC BUS:左交流汇流条;R AC BUS:右交流汇流条;TRU:Transformer Rectifier Unit,变压整流器;L\E\R TRU:左\中\右TRU;L DC BUS:左直流汇流条;R DC BUS:右直流汇流条;L DCESS BUS:左直流主汇流条;R DC ESS BUS:右直流主汇流条;DC ESS XFER BUS:直流转换主汇流条;3PH AC ESS BUS:3相交流主汇流条;1PH AC BUS:单相交流主汇流条;INV:变换器;MAIN BATT:主蓄电池;FC BATT:飞行控制蓄电池;FC DC BUS:飞行控制直流汇流条;
APUBATT:APU蓄电池;黄色代表故障失效模式,白色代表不启动模式;绿色代表正常状态,图
7中,左发故障失效模式(显示黄色);APU不启动模式(显示白色);右发正常启动模式(显示绿色);其它部件(除去发电机)比如E TRU、R DC ESS BUS、MAINBATT反馈值不在正常波动范围(3%)内(显示黄色),由于图7是黑白色故无法看出。
[0087] 电力系统7的状态信息通过机组告警系统显示单元3进行CAS预警功能,当简图页中电力系统7的某些状态信息显示黄色即意味着这些状态信息出现故障,机组告警系统显示单元3将提取故障部件信息,将故障部件的参数和给定的阈值进行比较,按以下分类显示EPS三个等级的警戒信息:Warning、Caution和Advisory,从而在界面中形成机组告警系统(CAS)信息显示,告警信息起到了提醒地面监测人员的作用,这里Warning、Caution和Advisory都属于“警告”,警告的程度级别关系是Warning>Caution>Advisory。发电机无法正常启动属于最高级警告(Warning),左发电机的功率及输出电压和频率,右发电机的功率及输出电压和频率、APU发电机的功率及输出电压和频率、蓄电池的温度及电压和电流、变压整流器的输出电压和电流以及母线电压和电流采集波动范围在5%以上为中级警告(Caution),3%~5%以上为低级警告(Advisory)。CAS即机组告警信息显示页面如图8所示,警戒等级高的CAS信息排列在页面上方,警戒等级低的排列在下方。图8中名词解释:LGEN FAULT:左发故障;MAIN BATT FAULT:主蓄电池故障;E TRU FAULT:中变压整流器故障;APU GEN FAULT:APU发故障;R GEN FAULT:右发故障;图8中L GEN处于故障失效模式,属于最高级警告,故处于最顶端,显示Warning;MAIN BATT和E TRU波动范围在5%以上,故处于中级警告,依次排序,显示Caution;L DC BUS波动范围在3%以上波动,显示Advisory。
[0088] 信号仿真单元4是模拟航电系统、液压系统等系统,提供电力系统正常运转所需要的正常信号,这里的电力系统7指的是铜鸟,航电系统指的是电鸟,液压系统指的是铁鸟,这样通过电气系统显示模拟器很容易仅在电力系统7存在的情况下实现“三鸟”联试。
[0089] 信号仿真单元4可以提供电力系统即“铜鸟”正常运转所需要的信号,这样就给飞机电力系统7的地面测试提供了一种有效手段。通过信号仿真单元4来模拟电力系统7中的故障源(因为电力系统7的正常运转都需要从信号仿真单元4进行输出信号),电力系统7获得一些必要的运转信号,即可按照人为的控制进行运行,电力系统7按照指令运转的同时,传感器就会实时的采集各部件(简图页中显示的所有状态信息)的运行状态情况,并且在简图页中直观地显示,同时电气系统显示模拟器就会将电力系统7的故障显示在CAS页面。
[0090] 该电气系统显示模拟器具体测试方式如下:
[0091] 现在假设模拟测试:左发(L GEN)处于故障失效模式(黄色代表),APU处于不启动模式(白色代表),右发(R GEN)处于正常状态(绿色代表)。在这样的人为设置情况下,就可以实现对电力系统7的故障验证,从而测试系统的电力正常性。
[0092] 信号仿真(这里电气系统显示模拟器可以进行仿真信号,将需要的信号都可以模拟出来)中包含有信号有:
[0093] APU Master Switch:APU控制开关;APU RTL:APU准备加载;
[0094] APU Start Enable:APU启动使能;
[0095] L Engine fuel cutoff:左发动机燃油切断;L Engine fire switch:左发动机点火开关;
[0096] R Engine fuel cutoff:右发动机燃油切断;R Engine fire switch:右发动机点火开关;
[0097] CAL_AIRSPEED1_EMPC(<=80knots):主要机电式功率控制器空速(小于等于80节)[0098] CAL_AIRSPEED2_EMPC(>170knots):备份机电式功率控制器空速(大于170节)[0099] 信号仿真主要的功能是模拟航电系统和液压系统等的信号,仿真的信号作为控制指令,为了确保电力系统7的正常,运行需要其它系统向其提供飞机其他系统的状态,如发动机的N2转速信号、起落架状态、左右防火手柄状态、当前空速等,利用LabVIEW开发环境进行信号仿真,属于现有技术,不再赘述。这些信号都直接关系到电力系统7工作于何种状态、运行是否正常,以及其工作状态的转换。在飞机电力系统7地面测试技术中,信号仿真单元4的信号,可以完成控制电力系统7状态的功能,并且这里的信号均按照AICD定义的逻辑关系计算出电力系统7运行状态情况。
[0100] 举例:(AICD定义的逻辑关系)
[0101] 表1 AICD定义的APU启动模式逻辑关系
[0102] 表1说明:APU辅助动力装置一般是在飞机起飞前,为飞机电力系统7输出电力,所以说当APU Master Switch、APU RTL、APU Start Enable均打开的前提下,并且CAL_AIRSPEED1_EMPC(<=80knots)为1,CAL_AIRSPEED2_EMPC(>170knots)为0(代表飞机航速小于等于80节),这样APU处于启动模式,其余状态均为不启动模式。
[0103] 表2 AICD定义的左发启动模式逻辑关系
[0104] 表2说明:左发是在飞机起飞后为飞机电力系统7输出电力,所以说当L Enginefuel cutoff、L Engine fire switch均为打开的前提下,并且CAL_AIRSPEED1_EMPC(<=80knots)为0,CAL_AIRSPEED2_EMPC(>170knots)为0或者1(代表飞机航速大于80节),这样左发处于启动模式,其余状态处于不启动模式。
[0105] 表3 AICD定义的右发启动模式逻辑关系
[0106] 表3说明:右发是在飞机起飞后为飞机电力系统7输出电力,所以说当R Enginefuel cutoff、R Engine fire switch均为打开的前提下,并且CAL_AIRSPEED1_EMPC(<=80knots)为0,CAL_AIRSPEED2_EMPC(>170knots)为0或者1(代表飞机航速大于80节),这样右发处于启动模式,其余状态处于不启动模式。
[0107] 信号仿真功能将控制信号(即电力系统7的运行状态)发送给RPDU(Remote PowerDistribution Unit)试验系统,即远程电源管理系统8,RPDU控制电力系统7的发电机运行状态(启动or不启动模式)。
[0108] 飞机电力系统7按照控制指令运行,并且将模拟量和数字量实时反馈回简图页显示单元2,进行AICD逻辑计算进行显示,计算的方法:绿色代表运行正常;白色代表不启动模式;黄色代表故障失效,故障失效的AICD计算指的是正常启动状态下(信号仿真单元4控制发电机启动),实际电力系统7运行情况下传感器返回异常状态(发电机没启动);或者其它部件波动范围不在正常波动范围(3%)内显示黄色提醒。
[0109] 飞机供电系统按照控制指令运行,并且将模拟量和数字量实时反馈回电气系统显示模拟器的简图页显示单元,其中也是要进行AICD逻辑计算进行显示,计算的方法:绿色代表运行正常;白色代表不启动模式;黄色代表故障失效,故障失效的AICD计算指的是正常启动状态下(信号仿真单元控制发电机启动),实际供电系统运行情况下传感器返回异常状态(发电机没启动);或者其它部件标称值不在正常波动范围(3%)内显示黄色提醒。
[0110] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。