航空發(fā)動機燃油及控制系統(tǒng)設(shè)計

目錄
渦輪機械與推進系統(tǒng)出版項目 序
“兩機”專項：航空發(fā)動機技術(shù)出版工程 序
前言
符號表
第1章 緒論
1.1 航空發(fā)動機控制技術(shù)發(fā)展綜述 001
1.1.1 航空發(fā)動機燃油及控制系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)涵 001
1.1.2 航空發(fā)動機控制技術(shù)的發(fā)展歷程 002
1.1.3 航空發(fā)動機控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 007
1.2 航空發(fā)動機控制系統(tǒng)工程概述 015
1.2.1 航空發(fā)動機控制系統(tǒng)研制階段 015
1.2.2 航空發(fā)動機控制系統(tǒng)工程過程 017
1.2.3 民用航空發(fā)動機控制系統(tǒng)研制階段與研制過程 025
第2章 控制系統(tǒng)需求捕獲
2.1 控制系統(tǒng)需求概述 029
2.1.1 需求定義 029
2.1.2 需求來源 029
2.1.3 需求類型 030
2.1.4 需求分析 031
2.1.5 需求管理 031
2.2 控制系統(tǒng)典型的需求來源 032
2.2.1 客戶提出的技術(shù)要求 032
2.2.2 國家／行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和適航體系 032
2.2.3 其他來源 033
2.3 控制系統(tǒng)需求分析 034
2.3.1 控制系統(tǒng)規(guī)格化需求分析 034
2.3.2 基于模型的控制系統(tǒng)需求分析 035
2.4 控制系統(tǒng)需求管理 037
2.4.1 基于需求的燃油及控制系統(tǒng)設(shè)計 037
2.4.2 燃油及控制系統(tǒng)需求管理 038
2.5 控制系統(tǒng)需求捕獲案例 039
第3章 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
3.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計概述 044
3.1.1 總體設(shè)計流程和標(biāo)準(zhǔn) 044
3.1.2 總體設(shè)計主要內(nèi)容 046
3.1.3 研制保證 047
3.2 控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 048
3.2.1 控制系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計 048
3.2.2 控制系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計 066
3.2.3 控制系統(tǒng)物理架構(gòu)設(shè)計 069
3.2.4 基于模型的發(fā)動機控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 076
3.3 控制系統(tǒng)一般質(zhì)量特性設(shè)計與分析 078
3.3.1 控制系統(tǒng)安全性評估 078
3.3.2 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析 097
3.3.3 控制系統(tǒng)測試性設(shè)計與分析 121
3.3.4 控制系統(tǒng)維修性設(shè)計與分析 130
3.3.5 控制系統(tǒng)保障性設(shè)計與分析 141
3.3.6 控制系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計 152
3.4 控制系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計與分配 158
3.4.1 控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)要求 158
3.4.2 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)設(shè)計與分配 159
3.4.3 控制系統(tǒng)重量的分析與分配 168
3.4.4 控制系統(tǒng)壽命分析 170
第4章 控制規(guī)律設(shè)計
4.1 航空發(fā)動機數(shù)學(xué)模型 174
4.1.1 部件級模型 174
4.1.2 狀態(tài)方程模型 182
4.1.3 發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)和傳感器模型 184
4.2 經(jīng)典控制方法 188
4.2.1 穩(wěn)態(tài)控制器設(shè)計 188
4.2.2 過渡態(tài)控制器設(shè)計 192
4.2.3 限制保護控制器設(shè)計 199
4.2.4 控制系統(tǒng)綜合 203
4.3 魯棒控制技術(shù) 211
4.3.1 LQR控制方法 211
4.3.2 LQG／LTR控制方法 213
4.3.3 H∞控制方法 217
4.4 自適應(yīng)控制技術(shù) 221
4.4.1 模型參考自適應(yīng)控制方法 221
4.4.2 自校正控制方法 226
4.5 線性變參數(shù)控制技術(shù) 230
4.5.1 LPV模型 230
4.5.2 LPV控制器設(shè)計 231
4.5.3 設(shè)計舉例 232
4.6 智能控制技術(shù) 234
4.6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 234
4.6.2 控制器設(shè)計 234
4.6.3 發(fā)動機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 235
4.6.4 仿真結(jié)果 236
第5章 故障診斷與容錯設(shè)計
5.1 故障診斷的基本概念 238
5.1.1 故障定義與分類 238
5.1.2 故障診斷概念和過程 240
5.1.3 機內(nèi)自檢測 242
5.1.4 故障診斷技術(shù)指標(biāo) 243
5.2 機內(nèi)自檢測設(shè)計 244
5.2.1 上電運行自檢測 245
5.2.2 飛行前機內(nèi)自檢測 246
5.2.3 飛行中機內(nèi)自檢測 250
5.2.4 維護機內(nèi)自檢測 251
5.3 故障診斷與故障處理邏輯設(shè)計 251
5.3.1 故障建模與特性分析 251
5.3.2 故障的可檢測、可隔離和可識別性 255
5.3.3 傳感器故障檢測與隔離 261
5.3.4 執(zhí)行機構(gòu)故障檢測與隔離 273
5.3.5 電子控制器故障檢測與隔離 285
5.3.6 故障恢復(fù)與系統(tǒng)重構(gòu) 289
5.3.7 故障告警及故障記錄 290
5.4 先進故障診斷與容錯控制技術(shù) 291
5.4.1 容錯控制的定義與原理 291
5.4.2 被動容錯控制方法 292
5.4.3 主動控制容錯方法 294
5.4.4 基于模型的容錯控制方法 296
第6章 控制軟件開發(fā)
6.1 控制軟件開發(fā)模型和標(biāo)準(zhǔn) 308
6.1.1 引言 308
6.1.2 軟件分類及其功能組成 308
6.1.3 軟件安全性及級別 309
6.1.4 軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn) 310
6.1.5 軟件開發(fā)模型 311
6.2 控制軟件需求分析 311
6.2.1 引言 311
6.2.2 控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能 312
6.2.3 需求分析活動 313
6.3 控制軟件設(shè)計 317
6.3.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法 318
6.3.2 軟件架構(gòu)設(shè)計 318
6.3.3 軟件詳細(xì)設(shè)計 321
6.3.4 軟件設(shè)計驗證 322
6.4 控制軟件實現(xiàn) 322
6.4.1 軟件編碼 322
6.4.2 源代碼驗證 323
6.4.3 軟件開發(fā)集成 326
6.4.4 開發(fā)集成驗證 327
6.5 控制軟件驗證 327
6.5.1 評審 327
6.5.2 分析 328
6.5.3 軟件測試 329
6.5.4 驗證的驗證 332
6.6 基于模型軟件開發(fā) 334
6.6.1 基于模型開發(fā)的概念 334
6.6.2 基于模型的軟件開發(fā)過程 335
6.7 嵌入式實時操作系統(tǒng) 340
6.7.1 實時操作系統(tǒng)基本概念和原理 340
6.7.2 航空安全關(guān)鍵RTOS 主要特性 342
6.7.3 國外航空應(yīng)用的RTOS 產(chǎn)品 345
6.8 控制軟件配置管理與質(zhì)量保證 348
6.8.1 軟件配置管理 348
6.8.2 軟件質(zhì)量保證 351
第7章 電子控制器設(shè)計
7.1 電子控制器全生命周期流程和標(biāo)準(zhǔn) 353
7.1.1 電子控制器設(shè)計流程介紹 353
7.1.2 電子控制器設(shè)計流程標(biāo)準(zhǔn)要求 359
7.2 電子控制器總體設(shè)計 362
7.2.1 電子控制器邏輯架構(gòu)設(shè)計 362
7.2.2 電子控制器物理結(jié)構(gòu)設(shè)計 368
7.2.3 電子控制器環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計 371
7.2.4 電子控制器安全性、可靠性設(shè)計 379
7.2.5 電子控制器測試性、維修性設(shè)計 384
7.2.6 電子控制器電磁兼容性設(shè)計 388
7.3 電子控制器電路組件設(shè)計及驗證 390
7.3.1 傳感器輸入信號處理 390
7.3.2 電液輸出轉(zhuǎn)換設(shè)計 401
7.3.3 數(shù)據(jù)運算及存儲功能設(shè)計 406
7.3.4 電源變換及供電功能設(shè)計 410
7.3.5 通信功能設(shè)計 416
7.3.6 電路器件選用標(biāo)準(zhǔn)及要求 424
7.3.7 電路仿真與測試驗證 425
7.4 電子控制器結(jié)構(gòu)組件設(shè)計及驗證 428
7.4.1 結(jié)構(gòu)概要設(shè)計 428
7.4.2 結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計 428
7.5 復(fù)雜可編程器件設(shè)計及驗證 432
7.5.1 復(fù)雜可編程器件特點及應(yīng)用 432
7.5.2 復(fù)雜可編程器件的安全性設(shè)計 436
7.5.3 復(fù)雜可編程器件的測試驗證 443
7.6 電子控制器整機試驗及驗證 449
7.6.1 電子控制器功能測試驗證方法及要求 449
7.6.2 電子控制器分級測試驗證條件開發(fā) 450
7.6.3 電子控制器壽命指標(biāo)試驗項目及要求 453
7.6.4 電子控制器基于成熟度提升的綜合驗證項目及要求 456
第8章 燃油泵及液壓機械裝置設(shè)計
8.1 燃油泵及液壓機械裝置概述 460
8.1.1 概述 460
8.1.2 燃油泵及液壓機械裝置研發(fā)流程和標(biāo)準(zhǔn) 461
8.2 燃油系統(tǒng)的總體設(shè)計 462
8.2.1 液壓機械式控制系統(tǒng) 462
8.2.2 全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng) 467
8.3 典型燃油泵設(shè)計 470
8.3.1 離心泵設(shè)計 470
8.3.2 齒輪泵設(shè)計 482
8.3.3 柱塞泵設(shè)計 489
8.4 典型液壓機械裝置設(shè)計 498
8.4.1 燃油計量裝置設(shè)計 498
8.4.2 燃油分配裝置設(shè)計 508
8.4.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計 510
8.4.4 自動加速器設(shè)計 514
8.4.5 幾何位置控制裝置設(shè)計 519
8.5 燃油泵及液壓機械裝置仿真技術(shù) 524
8.5.1 燃油系統(tǒng)性能仿真 524
8.5.2 燃油泵流場仿真 524
8.5.3 液壓機械裝置結(jié)構(gòu)強度仿真 529
8.6 燃油泵及液壓機械裝置試驗技術(shù) 532
8.6.1 環(huán)境適應(yīng)性試驗技術(shù) 532
8.6.2 壽命試驗技術(shù) 537
8.6.3 可靠性試驗技術(shù) 538
第9章 傳感器需求與應(yīng)用
9.1 燃油及控制系統(tǒng)傳感器概述 539
9.1.1 燃油及控制系統(tǒng)中的傳感器 539
9.1.2 典型傳感器的工作原理與應(yīng)用特點 539
9.2 發(fā)動機參數(shù)控制類傳感器需求與應(yīng)用 541
9.2.1 參數(shù)控制類傳感測量回路的通用需求 541
9.2.2 參數(shù)控制類傳感測量回路方案概述 542
9.2.3 參數(shù)控制類傳感器的性能與接口需求 544
9.2.4 參數(shù)控制類傳感器應(yīng)用注意事項 546
9.3 執(zhí)行機構(gòu)位置反饋類傳感器需求與應(yīng)用 546
9.3.1 位置反饋類傳感測量回路的通用需求 546
9.3.2 位置反饋類傳感測量回路方案概述 546
9.3.3 位置反饋類傳感器的性能與接口需求 546
9.3.4 位置反饋類傳感器應(yīng)用注意事項 547
9.4 發(fā)動機及附件狀態(tài)監(jiān)測類傳感器需求與應(yīng)用 547
9.4.1 狀態(tài)監(jiān)測類傳感測量回路的通用需求 547
9.4.2 狀態(tài)監(jiān)測類傳感測量回路方案概述 548
9.4.3 狀態(tài)監(jiān)測類傳感器的性能與接口需求 549
9.4.4 狀態(tài)監(jiān)測類傳感器應(yīng)用注意事項 550
9.5 傳感器的發(fā)展與展望 550
9.5.1 先進控制對傳感器的要求 550
9.5.2 傳感器面臨的挑戰(zhàn) 551
9.5.3 傳感器的發(fā)展趨勢展望 552
參考文獻 553