機載外部照明系統的設計與仿真研究

摘要：飛機的外部照明信號標示著飛機的位置和運動方向，同時也是飛機與地面之間的聯絡信號。為了設計一種實用新型的飛機外部照明系統，以FX555芯片為核心，設計了飛機外部照明系統的硬件電路，利用saber軟件對該電路進行了仿真實驗研究。仿真結果顯示，該電路能很好地實現外部照明系統的相應功能，同時也證明了該電路的正確性和實用性，對飛機外部照明系統設計具有一定的借鑒意義。
關鍵詞：外部照明；FX555；saber；仿真；功能

0 引言
照明系統是飛機的一個重要子系統，它可分為座艙內照明和外部照明，座艙內照明為機上人員提供舒適的照明環境，外部照明系統主要包括著陸滑行照明和外部燈光信號，它是飛機在夜間或復雜氣象條件下飛行和準備時必不可少的條件之一。著陸滑行照明用于飛機進場著陸或滑行時照明跑道和滑行道，它一般與基于I-BUs或C-BUS電氣安裝總線的網絡化地面照明控制相結合，目前廣泛使用的有著陸燈、滑行燈或者著陸滑行燈；外部燈光信號用于標志飛機位置和運動方向，或作為飛機與飛機、飛機與地面之間的聯絡信號。照明系統能否正常工作、能否實現其功能直接關系著飛機的飛行安全，因此，設計一套安全、可靠、高效和實用的飛機外部照明系統電路就顯得非常重要，同時它還應滿足照明系統體積小、重量輕、低功耗等要求。本文以國產FX555芯片為核心，設計了飛機外部照明系統的硬件電路，利用功能強大的數模混合軟件saber對該電路進行了模擬仿真，仿真結果顯示該電路能很好地實現飛機外部照明系統的功能，同時也證明了該電路的正確性和實用性，對今后飛機外部照明系統的研究與設計提供了借鑒經驗。

1 外部照明系統的建模分析
外部照明系統共有4種工作狀態，分別為“亮”、“暗”、“閃”和“斷”。控制系統4種狀態的繼電器在自動控制電路中起到控制與隔離電路的作用，而繼電器通過低電壓、小電流來控制其自動開關。在控制電路中，照明燈的“亮”和“斷”是通過持續通電或斷電來實現的，而照明燈的“暗”和“閃”是使用FX555時基集成電路來進行控制實現的。
FX555芯片具有穩態工作模式和無穩態工作模式兩種，其中穩態工作模式即具有施密特觸發器和單穩態觸發器的功能，無穩態工作模式是指沒有固定的穩定狀態，FX555時基電路處于置位與復位反復交替的狀態，即輸出端交替輸出高電平和低電平，輸出波形近似為矩形波。由于矩形波的高次諧波十分豐富，所以無穩態工作模式又稱為自激多諧振蕩器。無穩態工作模式的基本電路圖如圖1所示。