基于MBD的商用航空发动机控制软件架构设计

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1、第４３卷第６期航空计算技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３基于ＭＢＤ的商用航空发动机控制软件架构设计马恩，刘富荣，王鸿钧（中航工业商用航空发动机有限责任公司控制系统部，上海２００２４１）摘要：发动机全权限数控技术（ＦＡＤＥＣ）在商用航空发动机中广泛应用，软件是核心。基于模型设计（ＭＢＤ）是ＦＡＤＥＣ软件开发的趋势，但考虑发动机电子控制器（ＥＥＣ）硬件资源、扩展性等因素，对软件结构设计、ＭＢＤ与非ＭＢＤ接口定义等架构问题带来新挑战。在大客发动机验证机电子控制器先期试验平台上，对基于ＭＢＤ的发动机控制软件设计问题

2、进行了研究，开展了基于ＭＢＤ的软件架构设计、集成工作，验证结果表明，软件架构设计方案合理可行。关键词：民用航空发动机；控制系统软件；基于模型设计；架构设计中图分类号：ＴＰ３１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘００９５桘０５ArchitectureDesignofCommercialAero桘engineControlSystemSoftwareＭＡＥｎ，ＬＩＵＦｕ桘ｒｏｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ桘ｊｕｎ（CommercialAircraftEngineCO，LTD，AVIC，Shanghai２００２４１，China）Abstract：ＴｈｅＦｕｌｌＡｕｔｈｏｒｉｔ

3、ｙＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌ（ＦＡＤＥＣ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｔｈｅＣｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｆｉｅｌｄ．Ｍｏｄｅｌ桘ｂａｓｅｄｄｅｓｉｇｎ（ＭＢＤ）ｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅＦＡＤＥＣ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｎｅｗｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｂｅ-ｔｗｅｅｎＭＢＤ桘ｃｏｄｅａｎｄＨａｎｄ桘Ｗｒｉｔｔｅｎｃｏｄｅ，ａｐｐｅａｒｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｆ

4、ｔｗａｒｅｅｘｔｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｒｅｓｏｕｒｃｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＥｎｇｉｎｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｎｔｅｇｒａ-ｔｉｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅＥＥＣｏｆｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｅｒｏ桘ｅｎｇｉｎｅ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｉｓｐｒｏｖｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｔｈｒｏｕｇｈｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｓｔ．Keywords：ｃｉｖｉｌａｅｒｏ桘ｅ

5、ｎｇｉｎｅ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅ；ｍｏｄｅｌ桘ｂａｓｅｄｄｅｓｉｇｎ；ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ引言求，也表达了软件体系结构和低层需求，由于早期需求不明确也使得架构设计、接口管控的难度更大。另外，全权限数控技术（ＦＡＤＥＣ）以重量轻、可靠性高、［２］良好的架构设计也是达到ＤＯ桘１７８Ｂ验证目标的必控制精度高等优势，在商用航空发动机中广泛应用。由之路。国外商用发动机ＯＥＭ厂商，采用模型设计（Ｍｏｄｅｌ桘［１］本文在大客发动机验证机ＥＥＣ先期试验平台上，ＢａｓｅｄＤｅｓｉｇｎ，ＭＢＤ）流程技术开发ＦＡＤＥＣ控制软对基于ＭＢＤ的发动机控制软件架构设计进行了研究，

6、件，即在系统设计早期建立控制律模型进行仿真验证，开展了基于ＭＢＤ的软件架构设计、集成工作，确定了自动生成代码构建软件产品，已走向成熟，国内则刚刚ＦＡＤＥＣ软件架构设计方案。起步。［１］早期仿真验证目的是快速开发系统原型，不会充分考虑资源限制、扩展性、维护性等因素，模型缺乏１发动机简化控制需求良好的结构设计，给后续软件集成、测试、更改及维护我们对发动机控制需求在保留功能框架的基础上带来困难。这要求在系统分析时就应考虑ＥＥＣ资源进行了简化：限制、扩展性、维护性等因素进行软件架构设计，确定１）起动控制：按简化逻辑控制起动供油，使发动机软件静态结构和动态结构，定义ＭＢＤ模型间、模型与加速到慢车，

7、发生故障时终止起动。非ＭＢＤ手工代码间接口。ＭＢＤ模型既表达了高层需２）发动机状态控制：进行发动机的待机、起动、慢车、慢车以上控制和停车等５种状态控制。收稿日期：２０１３－０９－１６修订日期：２０１３－１０－２９基金项目：国家大飞机专项大客发动机验证机研制项目资助作者简介：马恩（１９７３－），男，安徽濉溪人，高级工程师，主要研究方向为商用航空发动机控制系统软件工程。·９６·航空计算技术第４３卷第６期３）主回路控制：按图１主回路，根据