一种飞机辅助冷却系统及其控制装置和方法与流程

本发明属于飞机辅助冷却系统，具体涉及一种飞机辅助冷却系统的控制装置、飞机辅助冷却系统及其控制方法，尤其涉及一种适用于多部件(如多台泵组件)的液体供液压力自动控制装置、飞机辅助冷却系统及其控制方法。

背景技术：

1、飞机运行过程中将释放大量热量，为确保其正常运转，需辅助冷却系统对厨房餐车、大型电子设备等末端热载荷进行冷却。由于飞机机身前后跨度较大，飞机辅助冷却系统采用多部件控制，如采用多流路液体冷却各餐车或设备，每一流路中均涉及泵组件以保证各自流路的扬程及流量。然而，各泵组件虽仅为各自流路提供液体驱动功能，但若一侧(即一流路)中泵组件的控制器失效时，则该侧制冷功能将失效，大大降低飞机辅助冷却系统的可靠性。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种飞机辅助冷却系统的控制装置、飞机辅助冷却系统及其控制方法，以解决针对飞机辅助冷却系统的多流路中每一流路中涉及的泵组件，若一流路中泵组件的控制器失效时，则流路的制冷功能将失效，大大降低飞机辅助冷却系统的可靠性的问题，达到通过利用由通讯单元和ima控制单元构成的通用控制装置，在一个泵组件的控制器失效时可以通过其他泵组件的控制器实现交叉控制，防止一侧泵组件的控制器失效而影响该侧冷却功能，提高飞机辅助冷却系统运行的可靠性的效果。

2、本发明提供一种飞机辅助冷却系统的控制装置，所述飞机辅助冷却系统具有被控部件，所述被控部件的数量为两个以上；针对两个以上所述被控部件中的每个所述被控部件，设置有采样单元、转接单元和控制器；所述飞机辅助冷却系统的控制装置，包括：通讯单元和ima控制单元；其中，每个所述被控部件的采样单元，用于采样每个所述被控部件的采样单元自身所在位置处的数据，作为每个所述被控部件的检测数据；所述ima控制单元，用于根据每个所述被控部件的检测数据生成每个所述被控部件的目标控制指令，并将每个所述被控部件的所述目标控制指令通过所述通讯单元发送至每个所述被控部件的转接单元，以经由每个所述被控部件的转接单元传输至每个所述被控部件的控制器实现对每个所述被控部件的运行过程的控制；每个所述被控部件的转接单元，用于自每个所述被控部件的控制器处，获取每个所述被控部件的控制器的状态数据并传输至所述通讯单元；所述ima控制单元，还用于自所述通讯单元处获取每个所述被控部件的控制器的状态数据，根据每个所述被控部件的控制器的状态数据确定每个所述被控部件的控制器是否故障；以及，若确定每个所述被控部件的控制器故障，则记为第一个所述被控部件的控制器故障，并将第一个所述被控部件的目标控制指令通过所述通讯单元发送至两个以上所述被控部件中的第二个所述被控部件的转接单元；第二个所述被控部件的转接单元，用于自所述通讯单元处获取第一个所述被控部件的目标控制指令并传输至第二个所述被控部件的控制器，以由第二个所述被控部件的控制器实现对第一个所述被控部件的运行过程的交叉控制。

3、在一些实施方式中，所述飞机辅助冷却系统的控制装置，还包括：检测单元；其中，所述检测单元，用于接收所有所述被控部件的检测数据并上传至所述通讯单元；所述ima控制单元，还用于自所述通讯单元处的所有所述被控部件的检测数据中提取每个所述被控部件的检测数据，根据每个所述被控部件的检测数据生成每个所述被控部件的目标控制指令，并将每个所述被控部件的所述目标控制指令通过所述通讯单元发送至每个所述被控部件的转接单元，以经由每个所述被控部件的转接单元传输至每个所述被控部件的控制器实现对每个所述被控部件的运行过程的控制；每个所述被控部件的转接单元，用于自所述通讯单元处，获取每个所述被控部件的检测数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令；对每个所述被控部件的检测数据进行转接处理，得到每个所述被控部件的转接处理数据；并将每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令传输至每个所述被控部件的控制器；每个所述被控部件的控制器，用于自每个所述被控部件的转接单元处，获取每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令；并结合每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令，控制每个所述被控部件的运行过程。

4、在一些实施方式中，每个所述被控部件，包括：泵组件、加热单元、散热器、以及旁通活门中任一部件。

5、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种飞机辅助冷却系统，包括：以上所述的飞机辅助冷却系统的控制装置。

6、与上述飞机辅助冷却系统相匹配，本发明再一方面提供一种飞机辅助冷却系统的控制方法，包括：通过每个所述被控部件的采样单元，采样每个所述被控部件的采样单元自身所在位置处的数据，作为每个所述被控部件的检测数据；通过所述ima控制单元，根据每个所述被控部件的检测数据生成每个所述被控部件的目标控制指令，并将每个所述被控部件的所述目标控制指令通过所述通讯单元发送至每个所述被控部件的转接单元，以经由每个所述被控部件的转接单元传输至每个所述被控部件的控制器实现对每个所述被控部件的运行过程的控制；通过每个所述被控部件的转接单元，自每个所述被控部件的控制器处，获取每个所述被控部件的控制器的状态数据并传输至所述通讯单元；通过所述ima控制单元，自所述通讯单元处获取每个所述被控部件的控制器的状态数据，根据每个所述被控部件的控制器的状态数据确定每个所述被控部件的控制器是否故障；以及，若确定每个所述被控部件的控制器故障，则记为第一个所述被控部件的控制器故障，并将第一个所述被控部件的目标控制指令通过所述通讯单元发送至两个以上所述被控部件中的第二个所述被控部件的转接单元；通过第二个所述被控部件的转接单元，自所述通讯单元处获取第一个所述被控部件的目标控制指令并传输至第二个所述被控部件的控制器，以由第二个所述被控部件的控制器实现对第一个所述被控部件的运行过程的交叉控制。

7、在一些实施方式中，还包括：通过所述检测单元，接收所有所述被控部件的检测数据并上传至所述通讯单元；通过所述ima控制单元，自所述通讯单元处的所有所述被控部件的检测数据中提取每个所述被控部件的检测数据，根据每个所述被控部件的检测数据生成每个所述被控部件的目标控制指令，并将每个所述被控部件的所述目标控制指令通过所述通讯单元发送至每个所述被控部件的转接单元，以经由每个所述被控部件的转接单元传输至每个所述被控部件的控制器实现对每个所述被控部件的运行过程的控制；通过每个所述被控部件的转接单元，自所述通讯单元处，获取每个所述被控部件的检测数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令；对每个所述被控部件的检测数据进行转接处理，得到每个所述被控部件的转接处理数据；并将每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令传输至每个所述被控部件的控制器；通过每个所述被控部件的控制器，自每个所述被控部件的转接单元处，获取每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令；并结合每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令，控制每个所述被控部件的运行过程。

8、在一些实施方式中，每个所述被控部件包括泵组件；每个所述泵组件的采样单元包括以下至少之一：进口压力测量元件、出口压力测量元件、以及流量监测单元；每个所述泵组件的检测数据，包括：进口压力、出口压力和流量中的至少一种数据；通过每个所述被控部件的转接单元，对每个所述被控部件的检测数据进行转接处理，得到每个所述被控部件的转接处理数据，包括：将每个所述泵组件的出口压力与进口压力的差值，确定为每个所述泵组件的当前实际供液压力；通过每个所述被控部件的控制器，结合每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令，控制每个所述被控部件的运行过程，包括：确定每个所述泵组件的目标控制指令携带的每个所述泵组件的目标供液压力；以及，确定每个所述泵组件的目标供液压力与每个所述泵组件的当前实际供液压力的供液压力差值，得到每个所述泵组件的供液压力差值；根据每个所述泵组件的供液压力差值，对每个所述泵组件的泵频率进行pi调节。

9、在一些实施方式中，在每个所述被控部件包括泵组件的情况下，通过每个所述被控部件的控制器，根据每个所述泵组件的供液压力差值，对每个所述泵组件的泵频率进行pi调节，包括：按以下公式，确定所述泵组件的泵频率的变化量，并按所述泵组件的泵频率的变化量控制所述泵组件的泵频率进行变化：

10、

11、其中，δfp(n)为每个所述泵组件的泵频率的变化量，t1为读取周期，t2为计算周期，δe为每个计算周期的当前实际供液压力和目标供液压力的差值，ei为每个读取周期的当前实际供液压力和目标供液压力的差值，a为比例系数，b为积分系数。

12、在一些实施方式中，每个所述被控部件包括泵组件；通过每个所述被控部件的控制器，结合每个所述被控部件的转接处理数据、以及每个所述被控部件的目标控制指令，控制每个所述被控部件的运行过程，还包括：将每个所述泵组件的泵频率的初始值设定为设定频率；在每个所述泵组件以每个所述泵组件的泵频率的初始值启动后的运行过程中，在每个所述泵组件的目标控制指令携带的目标供液压力为0的情况下：若每个所述泵组件的泵频率为0，则维持每个所述泵组件的当前状态；若每个所述泵组件的泵频率不为0，则在每个所述泵组件的泵频率小于或等于设定频率的情况下，则控制每个所述泵组件关机；在每个所述泵组件的泵频率大于设定频率的情况下，控制每个所述泵组件的泵频率以设定值递减至设定频率后，控制每个所述泵组件关机。

13、在一些实施方式中，每个所述被控部件包括泵组件，在每个所述泵组件处还设置有辅助测量单元；所述辅助测量单元包括以下至少之一：泵电机温度测量元件、过滤器信号测量元件、液压阀信号测量元件；每个所述泵组件的所述辅助测量单元，用于获取每个所述泵组件的辅助测量信号；每个所述泵组件的辅助测量信号，包括：每个所述泵组件的泵电机温度、过滤器信号、液压阀信号中的至少之一；其中，所述飞机辅助冷却系统的控制方法，还包括：通过每个所述泵组件的控制器，在每个所述泵组件的泵电机温度大于或等于第一设定温度的情况下，控制每个所述泵组件的泵频率以设定值递减至设定频率；直至每个所述泵组件的泵电机温度降低至小于或等于第二设定温度的情况下，恢复对每个所述泵组件的泵频率的预设控制；

14、和/或，所述飞机辅助冷却系统的控制方法，还包括：通过每个所述泵组件的转接单元，将每个泵组件的辅助测量信号上传至所述通讯单元，以经所述通讯单元传输至所述ima控制单元；通过所述ima控制单元，自所述通讯单元处获取每个泵组件的辅助测量信号，并对每个泵组件的辅助测量信号进行监控；

15、和/或，通过每个所述被控部件的控制器实现对每个所述被控部件的运行过程的控制，包括：在每个所述被控部件包括泵组件的情况下，每个所述泵组件包括第一泵和第二泵；在控制所述第一泵运行的情况下，若所述第一泵故障，则切换至控制所述第二泵运行：启动所述第二泵，使所述第二泵的泵频率以设定频率运行设定时间后，使所述第二泵的泵频率恢复至所述第一泵故障前每个所述泵组件的泵频率，之后对所述第二泵的泵频率进行pi调节。

16、由此，本发明的方案，通过针对飞机辅助冷却系统中需要控制的多部件(如多个泵组件、多个加热单元等)，设置主要由检测单元和通讯单元构成的通用控制装置，检测单元用于接收多部件中每个部件处的测量元件和监测单元采样到的检测数据后上传至通讯单元，通讯单元用于接收ima的控制指令并连同对应的检测数据通过对应的转接单元传输至对应的部件的控制器，以实现对多部件的控制；针对多部件中的泵组件，针对泵组件内部的两个泵可以实现冗余控制，针对不同泵组件在一个泵组件的控制器失效时可以通过其他泵组件的控制器实现交叉控制；从而，通过利用由通讯单元和ima控制单元构成的通用控制装置，在一个泵组件的控制器失效时可以通过其他泵组件的控制器实现交叉控制，防止一侧泵组件的控制器失效而影响该侧冷却功能，提高飞机辅助冷却系统运行的可靠性。

17、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。