起动发电系统数字化测控单元

一、项目概述

起动发电系统是飞机APU（辅助动力装置）的核心组成部分，其功能性能直接关系到飞行安全与任务可靠性。为满足新型起动发电系统在研制过程中对集成验证、故障模拟及数据管理的高要求，本方案提出建设起动发电系统数字化测控单元（以下简称“测控单元”），以构建高仿真度、高覆盖率的集成验证环境，全面提升系统测试验证能力。

二、系统架构与测试能力

本测控单元可协同起动拖动系统、模拟与等效负载系统，共同构建完整的起动发电系统集成验证环境。该环境支持115VAC、（413～439）Hz、容量120kVA的APU起动发电子系统验证，覆盖对象包括起动发电机、起动发电机控制器、起动电源装置及电流互感器等关键产品。

在验证能力上，测控单元可全面检验系统及产品的机械/电气接口符合性、功能性能指标达标情况，以及过压、欠压等典型故障模式下的安全符合性。同时，测控单元严格遵循《综合显控验证及管理系统设备通讯协议》，实现与综合验证显控单元的数据贯通，构建从底层信号采集到上层综合管控的一体化数据链路。

三、工作原理与闭环控制

测控单元通过电气接口与通讯接口连接起动发电系统各产品，实现激励注入、故障模拟及通信状态监控。系统工作流程如下：试验台产品供电电源模拟机上电池，为发电机控制器提供DC28V供电，控制器随即为电源装置提供工作供电；同时，试验台功率电源模拟机上电池，为电源装置提供DCDC输入电源，电源装置将DCDC输出的高压直流电供给发电机控制器，用于为发电机提供励磁激励。发电机控制器通过回采发电机的PMG/GCT/POR等关键信号，依据试验台的起动操作指令精确调节励磁信号大小，从而实现起动发电系统的闭环加载起动控制。

四、核心功能与关键技术

1. 集成验证环境构建
测控单元可灵活组态，快速搭建适配不同测试场景的验证平台，支持系统级、产品级的多层次验证需求，显著提高测试效率与资源复用率。

2. 激励注入与故障模拟
具备丰富的信号激励输出与故障注入能力，可模拟供电异常、信号断线、短路、过压欠压等多种边界工况，充分验证系统在极端条件下的容错与保护机制。

3. 通信状态全时监控
实时采集并记录系统运行过程中的电压、电流、温度、转速、励磁电流等关键参数，对控制器内部状态字和故障字进行解析与显示，实现试验过程的全景可视、全程可溯。

4. 安全符合性验证
针对过压、欠压、过频、欠频等故障模式，可精准模拟故障触发条件，验证产品保护逻辑的正确性与响应及时性，为适航符合性举证提供坚实数据支撑。

5. 数据贯通与综合管控
测控单元通过标准通讯协议与综合验证显控单元无缝对接，支持试验数据的远程传输、集中存储与综合分析，有效贯通测试数据链，满足实验室与机上验收等多场景数据管理需求。

五、建设内容与交付范围

本项目涵盖软硬件一体化建设，主要包括：工控机及采集模块、程控电源、他激电源、产品供电电源、时间授时服务器、交换机及配套机柜等硬件设备，以及测控管理软件、数据记录与分析软件等核心软件模块。此外，配套提供转接成件、机械交互接口及信号交互线缆，确保系统快速部署、稳定运行。

六、应用价值

本测控单元建成后，将成为APU起动发电系统研制与验证的核心基础设施，实现“测试自动化、监控数字化、分析智能化”，有效缩短产品研制周期，降低试验风险，提升系统质量与可靠性。安泰测试凭借在国防、航空、航天测试领域深耕18年的技术积淀，以及覆盖仪器研发、系统集成、维修租赁的全产业链服务能力，为型号项目顺利完成设计定型及适航取证提供有力保障。