液體火箭發(fā)動機(jī)故障診斷器設(shè)計及其HIL驗(yàn)證

摘要：為了實(shí)現(xiàn)某型液體火箭發(fā)動機(jī)機(jī)載實(shí)時故障診斷,采用FPGA與DSP相結(jié)合的方式作為硬件架構(gòu)設(shè)計了故障診斷器,其中FPGA控制高精度A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)采集,DSP運(yùn)行故障診斷算法并將結(jié)果輸出,對故障診斷器的硬件和軟件分別進(jìn)行了設(shè)計。提出了一種遞歸結(jié)構(gòu)識別(RESID)算法用于液體火箭發(fā)動機(jī)故障診斷,該算法可在6 ms內(nèi)診斷出流量衰減故障。搭建基于故障診斷器和工控機(jī)的硬件在環(huán)(HIL)試驗(yàn)平臺,采用自動代碼生成技術(shù)與手寫代碼結(jié)合的方式對RESID算法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,通過上位機(jī)界面進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:RESID算法能準(zhǔn)確地診斷出發(fā)動機(jī)常見的故障并在故障診斷器上實(shí)現(xiàn),算法運(yùn)行時間為3. 9 ms,故障診斷器可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷,相對于傳統(tǒng)平臺更加小型化和經(jīng)濟(jì)化,既可以作為機(jī)載裝置使用,也可作為通用平臺來開發(fā)新算法。