飞机电源系统BIT技术的应用及发展

第30卷第5期1998年10月　

南　京　航　空　航　天　大　学　学　报

Jou rnal of N an jing U n iversity of A eronau tics&A stronau tics

　V o l.30N o.5

　O ct.1998

飞机电源系统B IT技术的应用及发展Ξ

杨善水　刘　祥　严仰光

(南京航空航天大学自动控制系　南京,210016)

摘要　飞机电源系统机内自检测(Built2in2test,B IT)技术已日益受到人们的重视,文中介绍了

B IT技术及其四个方面,即:检测技术、信号处理技术、故障识别和诊断技术、故障处理技术。阐述

了飞机电源已经历了四代发展及其已实现了数字化、标准化的现状,指出飞机电源B IT技术的核心是故障诊断技术,并对我国今后飞机电源B IT技术的发展提出了建议,指出了发展方向。

关键词:电源电路;航空电气设备;飞机电源系统;B IT技术;故障诊断;数字化;标准化

中图分类号:TM464;V24212

机内测试(B u ilt2in2test,B IT)是指系统和设备依靠自身的电路和程序,对自身的状态进行检测和监控,并对故障进行检测和隔离,具有这种功能的设备叫机内测试设备(B u ilt2in2 test2equ i pm en t,B IT E)。

B IT技术的应用,可以降低设备的平均修复时间、平均后勤延误时间、提高系统的平均故障间隔时间,因而使系统的可用性得到提高,维护费用得到降低,维修活动得到减少。因此,引入B IT技术,对现代复杂高技术设备的安全可靠的运行极为重要。

国内外都十分重视在系统的最初设计中就贯彻B IT技术,并为此制定了一系列相应的规范。在七、八十年代,美国国防部就颁发了M I L2STD2471A《设备或系统的B IT、外部测试、故障隔离和测试性要求的验证与评价》、M I L2STD22165《电子系统及设备测试性大纲》。我国国防科学工业委员会也颁布了如GJB2547《装备测试性大纲》、GJB139《故障模式影响及危害性分析程序》等规范。

B IT设计已成为系统设计的一个重要组成部分。

1　飞机电源B IT技术

设备自检测包括3个基本过程:检查和发现异常状态、诊断故障状态及部位、分析故障类型提出相应对策。因此,B IT技术作为一门独立的学科,它主要包括以下四个方面的内容:

(1)检测技术:准确地采集和测量反映电源系统状态的各种信号和参数,主要有转速、频

Ξ收稿日期:1998202218;修改稿收到日期:1998205229

第一作者　杨善水　男,讲师,1969年5月生。

率、电压、电流、温度等,关键在于提高精度和简化检测方法。提高检测精度有提高信号变换精度和提高A D 转换精度两种途径。有的飞机电源B IT E 中采取了片内带A D 转换器的微处理器,可以节省硬件,提高整体精度。

(2)信号处理技术:将现场采集到的各种信号经过变换,将真正反映设备状态的信息提取出来,其核心任务是滤去噪声,提取有用信息。

(3)故障识别和判断技术:即通常所说的故障诊断,根据掌握的电源系统的特征参量,判断故障并找出原因。

(4)预测及故障处理技术:指对已识别出来的故障进行预测,预测故障的发展和设备剩余寿命,提出相应对策。主要有降级运行、跳闸保护、余度供电等几个方面的处理,同时,通过一定的方式进行报警。

2　飞机电源B IT 技术的应用

早期的飞机电源没有B IT 技术,查找故障的时间占总的排障时间的70%左右,50%左右的设备拆卸是没有必要的,严重影响了飞机维修及飞行。飞机电源系统作为飞机的一部分,其B IT 技术的应用大致经历了四个阶段:

第一代B IT 技术,以Boeing 747、L 1011、DC 210、F 215等飞机为代表,为60年代末、70年代初的产品,以模拟电路、分立元件构成电源监控保护器,以控制及继电保护为主,故障诊断能力差,虚警率高。

第二代B IT 技术,以Boeing 757 767、A 310、F 215等飞机为代表,为70年代末、

80年代初的产品。

Boeing 767飞机主电源为两套75

90kVA 的恒速恒频(CSCF )电源,辅助电源为一台90kVA 交流发电机,其B IT 功能由3个发电机控制器(GCU )和一个汇流条功率控制器(B PCU )完成;F 216备用电源为一套10kVA 交直交变速恒频(V SCF )电源,B IT E 为发电机变换器控制器(GCCU )。这一代B IT 技术的特点是:(1)规范化:以A R I N C 423《机内测试设备的设计和使用指南》为规范;(2)数字化:GCU 或GCCU 具有控制、保护、检测、显示等功能,与B PCU 之间通过串行通讯相联系,接受B PCU 的集中管理;(3)故障信息存储:GCU 或GCCU 将检测到的故障信息编码存储起来,以供进一步维修时读取。

图1　Boeing 7372400电源A R I N C 429的总线间连接关系

第三代B IT 技术,以Boeing 7372400,

Boeing 7472400,A 320,F A 218等飞机为代

表,为80年代末研制,这一代B IT 技术的特

点是:(1)规范化:以A R I N C 604为规范;(2)

数字化、综合化:整机已实现了综合的B IT

系统,由中央维护计算机(C M CS )进行集中管

理,GCU (GCCU )已成为整机计算机网络的

一个节点;(3)飞行信息存储:Boeing 7372400

的备用V SCF 电源的GCCU 可以存储20次

飞行记录数据。

Boeing 7372400电源A R I N C 429的总线495南　京　航　空　航　天　大　学　学　报第30卷