在日益复杂的全权限数字电子控制(FADEC)系统的研制过程中,通过硬件在回路仿真和半物理仿真对控制系统进行全面测试验证已经成为一种高效且必然的发展趋势,而FADEC系统接口模拟器则是上述仿真验证的关键环节。本文以开发一种高置信度紧凑型的FADEC系统接口模拟器为目标开展了以下研究工作:1.FADEC系统接口模拟器总体设计。针对航空发动机控制系统中的典型传感器和执行机构,从工作机理和动、静态特性中抽象出各种接口的数学模型,作为接口模拟器软硬件设计的依据。针对常规接口模拟器开放性差和体积庞大的缺陷,提出一种基于NI c RIO的体积小巧、结构紧凑的接口模拟器设计方案。2.接口模拟器电路设计。根据接口模型分别设计了转速传感器、压力传感器、温度传感器、位移传感器以及伺服阀的接口模拟电路。重点研究了转速传感器模拟电路,提出了一种基于双重数字信号合成(双DDS)技术转速传感器信号模拟方法,在提高频率模拟精度的同时,具有任意波形模拟能力,从而解决了转速传感器故障时波形畸变的模拟难题。3.接口模拟器软件设计。基于Lab VIEW设计了一套一体化的FADEC系统接口模拟器配置管理和监控软件(FIECM)。FIECM的基本功能是动态特性的模拟以及接口电路的控制,通过在c RIO中运行传感器和执行机构的实时模型控制接口电路。FIECM还包括基于最小二乘法设计的通道标定与校验软件模块以及接口应用和监控软件模块,提供与发动机模型程序的通信接口,便于开展硬件在回路或半物理仿真试验。4.FADEC系统接口模拟器的测试和仿真试验验证。通过通道标定与校验软件模块进行了模拟器静态特性的测试,结果表明,各模块精度均优于0.5%,信号更新时间低于1ms。通过控制器硬件在回路仿真试验进行了模拟器的动态测试,接口模拟器与电子控制器协调工作,实现了油针位置小闭环控制和转速闭环控制,验证了FADEC系统接口模拟器的动态接口模拟能力。最后还进行了转速信号波形畸变的模拟。