【摘要】：本文基于I~2C總線設(shè)計(jì)微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng),從而優(yōu)化系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并提高系統(tǒng)的電磁兼容性能。該系統(tǒng)由三個(gè)控制器組成:主控制器實(shí)現(xiàn)總體調(diào)度,油泵控制器主要用于油泵控制,前罩控制器主要用于傳感器信號(hào)采集。主控制器基于STM32F103VET6芯片設(shè)計(jì),其通過(guò)RS-232C串行總線與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信,通過(guò)I~2C總線與兩個(gè)子控制器進(jìn)行通信。采用具有I~2C總線接口的BMP085芯片實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度和氣壓測(cè)量,采用具有SPI總線接口的FLASH芯片記錄發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)�；赟UP75P03-07型MOS管設(shè)計(jì)點(diǎn)火器和起動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。油泵控制器和前罩控制器均基于PIC16F690芯片設(shè)計(jì)。油泵控制器通過(guò)I~2C總線接收主控制器指令,輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)油泵工作。對(duì)于前罩控制器,轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理由信號(hào)放大電路和滯環(huán)整形電路實(shí)現(xiàn),熱電偶信號(hào)調(diào)理電路基于AD8495芯片設(shè)計(jì),電磁閥驅(qū)動(dòng)電路基于ULN2003A達(dá)林頓管設(shè)計(jì)。主控制器軟件基于uC/OS-Ⅲ實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì),其中I~2C通信、SPI通信、AD采集通過(guò)直接數(shù)據(jù)通道訪問(wèn)DMA方式實(shí)現(xiàn),提高了數(shù)據(jù)傳輸效率,節(jié)省了CPU資源;USART通信、PWM信號(hào)輸出則通過(guò)任務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)。油泵控制器和前罩控制器軟件基于前后臺(tái)機(jī)制設(shè)計(jì),采用中斷方式實(shí)現(xiàn)I~2C通信。最后,設(shè)計(jì)和制作了煤油點(diǎn)火器,提出了一種煤油點(diǎn)火起動(dòng)控制方法。制作了控制器樣件,對(duì)主控制器和油泵控制器進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試,初步驗(yàn)證了微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V233.7
【圖文】：

控制微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，機(jī)型主要是 Simjet1200 和 KingTech K80。后期，主要研究方向使用燃料的起動(dòng)方式和面向更多類型的微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，圖 1.1(c)顯示的 KingT210 是臺(tái)灣的一塊推力為 21KG 的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，所用的燃料只需航空煤油就可以成功，圖 1.1(d)為微型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) Jetcat SPT15-RX，軸功率為 15kw，最大轉(zhuǎn)速為 5859rpm�；┪⑿蜏u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，南京航空航天大學(xué)微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室建立了微型渦輪機(jī)模型，對(duì)微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)和閉環(huán)控制數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)[25-29]；同時(shí)，了基于微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)模型的接口模擬器和電子控制器，并進(jìn)行了實(shí)物在回路仿真實(shí)驗(yàn)[30,于設(shè)計(jì)好的上位機(jī)程序和微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)架，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的手動(dòng)和自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，并獲得大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)；基于微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還研究證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制等[31-34]。(a) Simjet 1200 (b) KingTech K80

圖 1.3 Jetcat P100 系統(tǒng)連接圖(a) Jetcat P100 前罩內(nèi)的控制器圖 (b) 油泵內(nèi)的控圖 1.4 Jetcat P100 發(fā)動(dòng)機(jī)前罩和油泵內(nèi)部的控制器，是德國(guó) Jetcat 公司的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī) P100 的系統(tǒng)連接圖，該系一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，控制系統(tǒng)中主要包括三塊控制器，分別是 ECU，油制器。圖 1.4 是 Jetcat P100 發(fā)動(dòng)機(jī)前罩和油泵內(nèi)部的控制器實(shí)物圖燃料航空煤油實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、快速的點(diǎn)火起動(dòng)和慢車(chē)以上運(yùn)行控

(a) Jetcat P100 前罩內(nèi)的控制器圖 (b) 油泵內(nèi)的控制器圖 1.4 Jetcat P100 發(fā)動(dòng)機(jī)前罩和油泵內(nèi)部的控制器3 所示，是德國(guó) Jetcat 公司的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī) P100 的系統(tǒng)連接圖，該系統(tǒng)是術(shù)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，控制系統(tǒng)中主要包括三塊控制器，分別是 ECU，油泵內(nèi)的控制器。圖 1.4 是 Jetcat P100 發(fā)動(dòng)機(jī)前罩和油泵內(nèi)部的控制器實(shí)物圖，該單一燃料航空煤油實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、快速的點(diǎn)火起動(dòng)和慢車(chē)以上運(yùn)行控制。要內(nèi)容安排設(shè)計(jì)了基于 I2C 總線的微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)，主要工作包括主控、前罩控制器和煤油點(diǎn)火器等的設(shè)計(jì)和調(diào)試。章是緒論，介紹課題研究背景，并對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。章是分布式控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，在進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于煤油點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768576