本文關(guān)鍵詞：適用于小型飛艇的動力控制系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：這幾年隨著多旋翼無人機(jī)的商業(yè)化推廣,無人機(jī)技術(shù)在不斷進(jìn)步。能源問題成為決定無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個關(guān)鍵因素。當(dāng)前能源技術(shù)條件下,多旋翼無人機(jī)最長駐空時間很難超過三個小時。飛艇是一種略輕于空氣的航空器。飛艇內(nèi)部充滿了密度低于空氣的氦氣,因此飛艇的重量大部分被氣體產(chǎn)生的浮力所抵消,飛艇推進(jìn)系統(tǒng)只需要很小的推力就可以讓飛艇飛起來。飛艇的這種特性與其他類型的無人機(jī)相比,其最大的優(yōu)勢就是滯空時間長、載重量大。飛艇的滯空時間通常以“小時”或者“天”為單位進(jìn)行評估,這種特性無論在民用領(lǐng)域還是軍事領(lǐng)域都有關(guān)闊的應(yīng)用前景。對于采用航空發(fā)動機(jī)作為推進(jìn)系統(tǒng)的小型飛艇而言,燃油是推進(jìn)系統(tǒng)的主要能源,能否實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的高效控制,提高推進(jìn)系統(tǒng)的燃油利用率,將直接影響飛艇的滯空時間。課題采用林巴赫L275E型活塞發(fā)動機(jī)為小型飛艇設(shè)計了一套完整的動力控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對推進(jìn)系統(tǒng)中供油系統(tǒng)的監(jiān)測、油泵控制、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測、發(fā)動機(jī)風(fēng)門控制及發(fā)動機(jī)缸體溫度監(jiān)測等任務(wù),全方位掌握飛艇推進(jìn)系統(tǒng)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的工作情況。課題首先簡單介紹了國內(nèi)外飛艇的研究狀況,重點(diǎn)分析了小型飛艇推進(jìn)系統(tǒng)存在的問題,并根據(jù)這些問題提出了具體的解決方案。從需求分析到平臺選擇及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了一系列的論證,最后根據(jù)實(shí)際需求對這些方案進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)。得到了L275E型航空發(fā)動機(jī)的“油門-推力”曲線、“油門-轉(zhuǎn)速”曲線。最后通過曲線擬合得到了L275E型航空發(fā)動機(jī)的推力控制函數(shù),Cortex-M4內(nèi)核高性能單片機(jī)結(jié)合磁電機(jī)信號采集電路、熱電偶溫度采集電路及其他傳感器模塊,配合高效軟件控制,完成了動力控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,經(jīng)過測試驗(yàn)證系統(tǒng)功能滿足設(shè)計需求,符合小型飛艇的使用要求。
【關(guān)鍵詞】：小型飛艇 航空發(fā)動機(jī) 動力控制系統(tǒng) 推進(jìn)系統(tǒng) 曲線擬合
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-13
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 研究內(nèi)容9-10
• 1.3 研究思路與工作任務(wù)10-11
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)11-12
• 1.5 本章總結(jié)12-13
• 第2章 飛艇動力系統(tǒng)簡介與平臺的選型13-25
• 2.1 飛艇動力系統(tǒng)簡介13-20
• 2.2 林巴賀DL275E型航空發(fā)動機(jī)簡介20-22
• 2.3 控制系統(tǒng)主控MCU簡介22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 動力控制系統(tǒng)需求分析與設(shè)計25-35
• 3.1 系統(tǒng)需求分析25-26
• 3.1.1 性能需求分析25-26
• 3.1.2 功能需求分析26
• 3.2 總體設(shè)計方案26-27
• 3.3 測試系統(tǒng)的搭建及控制模型的建立27-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 動力控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及軟件實(shí)現(xiàn)35-70
• 4.1 電源電路設(shè)計35-37
• 4.2 外設(shè)的隔離驅(qū)動控制硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)37-47
• 4.2.1 油泵驅(qū)動控制硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)38-41
• 4.2.2 油門舵機(jī)驅(qū)動控制硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)41-45
• 4.2.3 發(fā)動機(jī)熄火控制硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)45-47
• 4.3 飛艇供油系統(tǒng)的監(jiān)測硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)47-58
• 4.3.1 油箱油位監(jiān)測功能硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)48-53
• 4.3.2 油路油量監(jiān)測功能硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)53-58
• 4.4 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測功能硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)58-62
• 4.4.1 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測功能硬件設(shè)計58-61
• 4.4.2 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測軟件實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.5 發(fā)動機(jī)缸體溫度監(jiān)測功能硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)62-67
• 4.5.1 發(fā)動機(jī)缸體溫度監(jiān)測功能硬件設(shè)計62-65
• 4.5.2 發(fā)動機(jī)缸體溫度監(jiān)測軟件實(shí)現(xiàn)65-67
• 4.6 主通訊功能硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)67-69
• 4.6.1 主通訊功能硬件設(shè)計67-68
• 4.6.2 主通訊功能軟件實(shí)現(xiàn)68-69
• 4.7 本章小結(jié)69-70
• 第5章 系統(tǒng)功能測試與總結(jié)70-78
• 5.1 系統(tǒng)功能測試平臺的搭建70-72
• 5.2 功能測試步驟及測試數(shù)據(jù)整理72-74
• 5.3 其他測試要求74-75
• 5.4 系統(tǒng)測試總結(jié)75-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 總結(jié)與展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 附錄85-86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李峰;葉正寅;高超;;新型浮升一體化飛艇的總體性能和應(yīng)用研究[J];工程力學(xué);2013年03期

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3 王海峰;宋筆鋒;張科施;安偉剛;;大載重升浮一體飛艇在應(yīng)急預(yù)案中的性能分析[J];飛行力學(xué);2011年06期

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本文編號：1010733