Modelling and simulation of flight control electromechanical actuators with special focus on model architecting,multidisciplinary effects and power flows

In the aerospace field, electromechanical actuators are increasingly being implemented in place of conventional hydraulic actuators. For safety-critical embedded actuation applications like flight controls, the use of electromechanical actuators introduces specific issues related to thermal balance, reflected inertia, parasitic motion due to compliance and response to failure. Unfortu-nately, the physical effects governing the actuator behaviour are multidisciplinary, coupled and nonlinear. Although numerous multi-domain and system-level simulation packages are now avail-able on the market, these effects are rarely addressed as a whole because of a lack of scientific approaches for model architecting, multi-purpose incremental modelling and judicious model implementation. In this publication, virtual prototyping of electromechanical actuators is addressed using the Bond-Graph formalism. New approaches are proposed to enable incremental modelling, thermal balance analysis, response to free-run or jamming faults, impact of compliance on parasitic motion, and influence of temperature. A special focus is placed on friction and compliance of the mechanical transmission with fault injection and temperature dependence. Aileron actuation is used to highlight the proposals for control design, energy consumption and thermal analysis, power net-work pollution analysis and fault response.     

基于MPS4021的20W LED驱动电源设计

采用原边反馈方案设计出一款20W LED驱动电源,通过变压器初次级隔离省去了副边反馈电路,提高了驱动电源的安全性和可靠性,并节约了BOM成本。所设计的驱动电源实现了在全电压范围内输出电流精度达±5%、功率因数大于0.9、效率大于85%,使用寿命大于3万小时,电磁干扰符合EN55015限制要求,并且具备有过流保护和过压保护功能,对设计大功率LED驱动电源具有一定的参考价值。     

环境温度和供电方式对直流无刷风机的影响

通过理论分析和实验验证的方法,研究并阐述了了环境温度和供电方式对直流无刷风机性能的影响,结果表明风机在低温下容易出现反相冲击电流,电源并联蓄电池的供电方式能够减少风机启动的冲击和对风机安全性能的影响。     

考虑离心力与热应力非连续界面的微动磨损

航空发动机、重型燃气轮机等旋转机械的组合转子轮盘间多采用非连续界面连接,通过建立两轮盘的环形平面接触有限元模型,并进行冷态预紧、升速工况下的结构分析及稳态温度场下的热-结构耦合分析。研究了环形接触界面的接触应力、切应力、磨损深度等微动参量的演变规律。结果表明:预紧力单独作用下接触应力从内径到外径逐渐减小,内径处接触应力和切应力最大,磨损最严重;随转速升高,离心力增大,接触界面的最大接触应力增大,最小接触应力减小,造成接触应力分布不均匀程度及磨损加剧;稳态温度场导致盘间接触应力均值大幅度上升,严重加剧轮盘间磨损;从盘间接触应力分布均匀性与界面微动磨损情况来说,热载荷是造成组合转子非连续界面微动磨损的主要因素。     

实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

星载二次电源的电磁兼容预设计

针对星载二次电源电磁兼容试验中辐射发射的超标问题,提出了电磁兼容预设计方法.分析二次电源电磁干扰产生的机理,利用SPICE仿真器建立传导干扰的电路等效模型,优化电路设计得到传导干扰源;应用修正的单线模型近似计算辐射干扰,根据计算结果,利用遗传算法优化等效偶极子的数目和分布位置建立场等效模型;基于场路结合的方法,以传导干...     

用线性曲线拟合判断固态功率放大器饱和点

在自动化测量系统中,软件需要根据测量数据自动寻找并判断功率放大器的饱和点。在受噪声影响较大的在轨测试中,这是个难点。本文根据固态功率放大器AM/AM特性曲线的特点,提出一种使用多项式线性曲线拟合测量数据建立增益曲线预测关系式,并通过增益趋势线准确判断饱和点的方法。经过真星在轨测试验证,该方法与实际特性吻合很好。     

APU飞机级控制系统设计研究

为充分发挥APU（辅助动力装置）在民用飞机上的作用,设计一个好的APU控制系统显得尤为重要。对APU飞机级控制系统的设计进行了相关研究,论述了APU控制板、APU控制器供电、燃油控制、应急停车、APU引气、起动／发电、风门控制和指示告警等控制子系统在设计时所要考虑的因素,并给出了相应的设计样例,然后从功能实现和电气原理的角度进行了详细地分析,可为APU飞机级控制系统的方案设计提供参考。     

民用飞机配电网络过流保护分析方法研究

飞机配电网络过流保护分析是验证飞机电网设计合理性、可靠性和安全性的重要内容之一.因此,主要对飞机配电网络过流保护分析方法进行了研究,并提出了一种特性曲线法.该特性曲线法基于导线载流特性曲线和电网保护装置过流保护动作特性曲线,分析方法简单、实用,可用于支持合格审定阶段飞机配电网络设计验证.     

波导功分器温漂问题研究

波导功分器是电路合成技术中的关键器件。文章在叙述波导功分器制作原理的基础上,设计出了1分3波导功分器,并对其温漂问题进行了研究,得器由于温漂的存在会使功分器的功率分配不均匀现象进一步恶化的结论,并提出了改进措施。