CN106249149B - 一种发动机模拟负载装置控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机模拟负载装置控制***。所述发动机模拟负载装置控制***包括：上位机(1)；PLC控制器(2)，所述PLC控制器(2)与所述上位机(1)连接；执行控制模块，所述执行控制模块分别与所述PLC控制器(2)以及发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；双闭环调节单元(4)，所述双闭环调节单元(4)分别与所述PLC控制器(2)以及所述发动机模拟负载装置的主电路(3)连接。采用本申请的发动机模拟负载装置控制***可以模拟发动机整个起动过程，并且可根据不同型号发动机起动时的曲线的要求，模拟出多种型号的发动机起动过程。且采用本申请的双闭环调节单元既保证了***的实时性，又兼顾了***的稳定性和控制精度。

Description

一种发动机模拟负载装置控制***
技术领域
本发明涉及发动机模拟负载试验技术领域，特别是涉及一种发动机模拟负载装置控制***。
背景技术
飞机直流起动发电机是机上直流电源的供电设备，正常飞行时由发动机驱动发电机工作，将机械能转变为电能向飞机的用电设备供电，同时向蓄电池充电。而在飞机起动时它由地面直流电源或蓄电池供电，作为电动机使用，拖动飞机发动机升速。当发动机转速达到某一特定转速之后，发动机点火工作，进入正常工作状态，因而它被视为一台起动机。起动过程分级进行，由控制电路自动完成。从电机接通电源到发动机点火正常工作，这一过程所需时间大约为几十秒。为了考核发动机起动状态的瞬态供电特性，并考核机载蓄电池起动发动机的能力，需进行模拟发动机状态的瞬态性能试验。
现有技术中，发动机模拟负载装置用于进行模拟发动机状态的瞬态性能试验。
现有的发动机模拟负载装置只能模拟稳态起动过程，不能模拟瞬态起动过程，因此无法全面考核发动机的性能，不能根据实际要求模拟各种型号的曲线，因此投入设备的成本比较高。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机模拟负载装置控制***来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种发动机模拟负载装置控制***，用于控制所述发动机模拟负载装置，所述发动机模拟负载装置用于模拟发动机起动过程，其特征在于，所述发动机模拟负载装置控制***包括：上位机；PLC控制器，所述PLC控制器与所述上位机连接；执行控制模块，所述执行控制模块分别与所述PLC控制器以及发动机模拟负载装置的主电路连接；双闭环调节单元，所述双闭环调节单元分别与所述PLC控制器以及所述发动机模拟负载装置的主电路连接；其中，所述上位机用于为所述PLC控制器传递参数信号；所述PLC控制器控制所述执行控制模块工作，所述执行控制模块控制所述发动机模拟负载装置的主电路工作；所述双闭环调节单元用于接收所述发动机模拟负载装置的主电路的负反馈信号以及所述PLC控制器传递的控制信号，并根据所述控制信号以及所述负反馈信号向所述发动机模拟负载装置的主电路提供调节控制信号，所述主电路根据所述调节控制信号工作。
优选地，所述发动机模拟负载装置控制***包括进一步包括信号采集模块，所述信号采集模块分别与所述PLC控制器以及所述发动机模拟负载装置的主电路连接；所述信号采集模块用于采集所述发动机模拟负载装置的主电路的信息，并将采集的信息传递给所述PLC控制器，所述PLC控制器将收到的数据传递给所述上位机。
优选地，所述双闭环调节单元包括：算法模块，所述算法模块的输入端分别与所述PLC控制器以及所述发动机模拟负载装置的主电路连接PID调节器，所述PID调节器的输入端与所述算法模块的输出端连接，所述PID调节器的输出端与所述发动机模拟负载装置的主电路连接；电流反馈模块，所述电流反馈模块的输入端连接在所述PID调节器的输出端与所述发动机模拟负载装置的主电路之间，所述电流反馈模块的输出端连接所述算法模块的输入端；其中，所述算法模块用于接收所述PLC控制器传递的控制信号、所述发动机模拟负载装置的主电路传递的负反馈信号以及所述电流反馈模块传递的电流负反馈信号，并将所述控制信号、负反馈信号以及电流负反馈信号进行计算成PID控制信号，将所述PID控制信号传递给所述PID调节器；所述PID调节器将所述PID控制信号进行处理，从而形成主电路控制信号，并将所述主电路控制信号传递给所述发动机模拟负载装置的主电路；所述发动机模拟负载装置的主电路根据所述主电路控制信号工作。
优选地，所述算法模块与所述PLC控制器之间设置有D/A给定模块；所述发动机模拟负载装置的主电路与所述PLC控制器之间设置有A/D转换模块。
优选地，所述执行控制模块包括：执行机构，所述执行机构与所述发动机模拟负载装置的主电路连接；开关量输入模块，所述开关量输入模块的输入端与所述执行机构连接，所述开关量输入模块的输出端与所述PLC控制器连接；开关量输出模块，所述开关量输出模块的输入端与所述PLC控制器连接，所述开关量输出模块的输出端与所述执行机构连接。
优选地，所述信号采集模块包括：传感器，所述传感器与所述发动机模拟负载装置的主电路连接；模拟量采集模块，所述模拟量采集模块分别与所述传感器以及PLC控制器连接；其中，所述传感器用于采集所述发动机模拟负载装置的主电路的信息，并将所述信息传递给所述模拟量采集模块；所述模拟量采集模块用于将所述传感器所传递的信息转换成所述PLC控制器能够接受的信息后传递给所述PLC控制器。
采用本申请的发动机模拟负载装置控制***可以模拟发动机整个起动过程，并且可根据不同型号发动机起动时的曲线的要求，模拟出多种型号的发动机起动过程。且采用本申请的双闭环调节单元既保证了***的实时性，又兼顾了***的稳定性和控制精度。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的发动机模拟负载装置控制***的***示意图。
图2是根据本发明第一实施例的发动机模拟负载装置控制***中的双闭环调节单元的***示意图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明第一实施例的发动机模拟负载装置控制***的***示意图。图2是根据本发明第一实施例的发动机模拟负载装置控制***中的双闭环调节单元的***示意图。
如图1所示的发动机模拟负载装置控制***，用于控制所述发动机模拟负载装置，发动机模拟负载装置用于模拟发动机起动过程。
本申请的发动机模拟负载装置控制***包括上位机1、PLC控制器2、执行控制模块以及双闭环调节单元4，PLC控制器2与上位机1连接；执行控制模块分别与PLC控制器2以及发动机模拟负载装置的主电路3连接；双闭环调节单元4分别与PLC控制器2以及发动机模拟负载装置的主电路3连接；其中，上位机用于为PLC控制器传递参数信号；PLC控制器控制执行控制模块工作，执行控制模块控制发动机模拟负载装置的主电路工作；双闭环调节单元用于接收发动机模拟负载装置的主电路的负反馈信号以及PLC控制器传递的控制信号，并根据控制信号以及负反馈信号向发动机模拟负载装置的主电路提供调节控制信号，主电路根据调节控制信号工作。
采用本申请的发动机模拟负载装置控制***可以模拟发动机整个起动过程，并且可根据不同型号发动机起动时的曲线的要求，模拟出多种型号的发动机起动过程。且采用本申请的双闭环调节单元既保证了***的实时性，又兼顾了***的稳定性和控制精度。
参见图1，在本实施例中，发动机模拟负载装置控制***包括进一步包括信号采集模块，信号采集模块分别与PLC控制器以及发动机模拟负载装置的主电路连接；信号采集模块用于采集发动机模拟负载装置的主电路3的信息，并将采集的信息传递给PLC控制器2，PLC控制器2将收到的数据传递给上位机1。设置有信号采集模块，可以在上位机上实时显示发动机模拟负载装置的主电路3的实时情况。
参见图2，在本实施例中，双闭环调节单元4包括算法模块41、PID调节器42以及电流反馈模块43，算法模块41的输入端分别与PLC控制器2以及发动机模拟负载装置的主电路3连接；PID调节器42的输入端与算法模块41的输出端连接，PID调节器42的输出端与发动机模拟负载装置的主电路3连接；电流反馈模块43的输入端连接在PID调节器42的输出端与发动机模拟负载装置的主电路3之间，电流反馈模块43的输出端连接算法模块41的输入端；其中，PLC控制器用于采集发动机模拟负载装置的主电路传递的负反馈信号，算法模块用于接收PLC控制器传递的控制信号、发动机模拟负载装置的主电路传递的负反馈信号以及电流反馈模块传递的电流负反馈信号，并将控制信号、负反馈信号以及电流负反馈信号进行计算成PID控制信号，将PID控制信号传递给所述PID调节器；PID调节器将PID控制信号进行处理，从而形成主电路控制信号，并将主电路控制信号传递给发动机模拟负载装置的主电路；发动机模拟负载装置的主电路根据主电路控制信号工作。
本申请的双闭环调节由PLC、主电路、算法模块组成的外环闭环调节和电流反馈模块与算法模块、PID调节器组成的内环闭环调节组成，采用这种双环调节形式既保证了***的实时性，又兼顾了***的稳定性和控制精度。
参见图1，在本实施例中，算法模块与PLC控制器之间设置有D/A给定模块44；发动机模拟负载装置的主电路与PLC控制器之间设置有A/D转换模块。A/D转换模块用于转换模拟/数字信号。发动机模拟负载装置的主电路传递的负反馈信号传递给PLC控制器的传递路线上设置有A/D转换模块。
参见图1，在本实施例中，执行控制模块包括执行机构5、开关量输入模块6以及开关量输出模块7，执行机构5与发动机模拟负载装置的主电路3连接；开关量输入模块的输入端与执行机构连接，所述开关量输入模块的输出端与所述PLC控制器连接；开关量输出模块的输入端与PLC控制器连接，开关量输出模块的输出端与执行机构连接。
在本实施例中，执行机构包括继电器以及接触器，PLC控制器通过开关量输入模块、开关量输出模块对继电器、接触器等执行机构进行操作，启动主电路。
参见图1，在本实施例中，信号采集模块包括传感器8以及模拟量采集模块9，传感器与发动机模拟负载装置的主电路连接；模拟量采集模块分别与传感器以及PLC控制器连接；其中，传感器用于采集发动机模拟负载装置的主电路的信息，并将信息传递给模拟量采集模块；模拟量采集模块用于将传感器所传递的信息转换成PLC控制器能够接受的信息后传递给PLC控制器。PLC控制器在收到信息后将信息传递给上位机，上位机通过显示器显示信息。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种发动机模拟负载装置控制***，用于控制所述发动机模拟负载装置，所述发动机模拟负载装置用于模拟发动机起动过程，其特征在于，所述发动机模拟负载装置控制***包括：
上位机(1)；
PLC控制器(2)，所述PLC控制器(2)与所述上位机(1)连接；
执行控制模块，所述执行控制模块分别与所述PLC控制器(2)以及发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；
双闭环调节单元(4)，所述双闭环调节单元(4)分别与所述PLC控制器(2)以及所述发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；其中，
所述上位机用于为所述PLC控制器传递参数信号；所述PLC控制器控制所述执行控制模块工作，所述执行控制模块控制所述发动机模拟负载装置的主电路工作；所述双闭环调节单元用于接收所述发动机模拟负载装置的主电路的负反馈信号以及所述PLC控制器传递的控制信号，并根据所述控制信号以及所述负反馈信号向所述发动机模拟负载装置的主电路提供调节控制信号，所述主电路根据所述调节控制信号工作；
所述双闭环调节单元(4)包括：
算法模块(41)，所述算法模块(41)的输入端分别与所述PLC控制器(2)以及所述发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；
PID调节器(42)，所述PID调节器(42)的输入端与所述算法模块(41)的输出端连接，所述PID调节器(42)的输出端与所述发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；
电流反馈模块(43)，所述电流反馈模块(43)的输入端连接在所述PID调节器(42)的输出端与所述发动机模拟负载装置的主电路(3)之间，所述电流反馈模块(43)的输出端连接所述算法模块(41)的输入端；其中，
所述算法模块用于接收所述PLC控制器传递的控制信号、所述发动机模拟负载装置的主电路传递的负反馈信号以及所述电流反馈模块传递的电流负反馈信号，并将所述控制信号、负反馈信号以及电流负反馈信号进行计算成PID控制信号，将所述PID控制信号传递给所述PID调节器；
所述PID调节器将所述PID控制信号进行处理，从而形成主电路控制信号，并将所述主电路控制信号传递给所述发动机模拟负载装置的主电路；
所述发动机模拟负载装置的主电路根据所述主电路控制信号工作。
2.如权利要求1所述的发动机模拟负载装置控制***，其特征在于，所述发动机模拟负载装置控制***包括进一步包括信号采集模块，所述信号采集模块分别与所述PLC控制器以及所述发动机模拟负载装置的主电路连接；
所述信号采集模块用于采集所述发动机模拟负载装置的主电路(3)的信息，并将采集的信息传递给所述PLC控制器(2)，所述PLC控制器(2)将收到的数据传递给所述上位机(1)。
3.如权利要求2所述的发动机模拟负载装置控制***，其特征在于，所述算法模块与所述PLC控制器之间设置有D/A给定模块(44)；
所述发动机模拟负载装置的主电路与所述PLC控制器之间设置有A/D转换模块。
4.如权利要求3所述的发动机模拟负载装置控制***，其特征在于，所述执行控制模块包括：
执行机构(5)，所述执行机构(5)与所述发动机模拟负载装置的主电路(3)连接；
开关量输入模块(6)，所述开关量输入模块的输入端与所述执行机构连接，所述开关量输入模块的输出端与所述PLC控制器连接；
开关量输出模块(7)，所述开关量输出模块的输入端与所述PLC控制器连接，所述开关量输出模块的输出端与所述执行机构连接。
5.如权利要求4所述的发动机模拟负载装置控制***，其特征在于，所述信号采集模块包括：
传感器(8)，所述传感器与所述发动机模拟负载装置的主电路连接；
模拟量采集模块(9)，所述模拟量采集模块分别与所述传感器以及PLC控制器连接；其中，
所述传感器用于采集所述发动机模拟负载装置的主电路的信息，并将所述信息传递给所述模拟量采集模块；所述模拟量采集模块用于将所述传感器所传递的信息转换成所述PLC控制器能够接受的信息后传递给所述PLC控制器。
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