飛機油箱油量的測量是飛機燃油系統(tǒng)中非常重要的一部分,對保證飛機安全飛行、提高飛行品質(zhì)至關(guān)重要。提高油箱燃油的測量精度,使其實時、精確的測量出燃油的油量是本課題的研究內(nèi)容。目前燃油油量普遍采用液位傳感器測量燃油油位、結(jié)合飛行姿態(tài)角建立燃油體積特性數(shù)據(jù)庫修正姿態(tài)誤差的測量方案。同時,液位測量傳感器在油箱中的布局不合理也會導致測量精度不足。本課題從航空油箱液位計的設(shè)計、傳感器布局、體積特性數(shù)據(jù)庫的建立這三個方面尋求提高測量精度的方法。在燃油測量系統(tǒng)中,油位的精確測量十分關(guān)鍵。發(fā)展至今已有多種液位測量方法應(yīng)用于飛機油位的測量,本課題設(shè)計了一種導波雷達液位計,相比于電容式等其他測量方法有不受溫度、壓力、泡沫等影響的優(yōu)點。此導波雷達液位計基于同軸線中電磁波的反射特性,利用時域反射原理實現(xiàn)液位測量,采用等效時間采樣方法提高測量精度。本文分別對此導波雷達液位計的硬件和軟件進行了設(shè)計,其中包括對各個模塊的功能和實現(xiàn)方法的設(shè)計。在液位測量傳感器的尋優(yōu)布置方面,分別對對稱型油箱和不規(guī)則油箱發(fā)生滾轉(zhuǎn)和俯仰時產(chǎn)生的姿態(tài)誤差進行分析計算,找到姿態(tài)誤差最小的傳感器布設(shè)位置。對姿態(tài)誤差進行分析,研究修正姿態(tài)誤差的方案,以往切片疊加計算體積的方法計算復(fù)雜、計算量十分龐大,本文使用AutoCAD軟件輔助開發(fā),使燃油體積特性數(shù)據(jù)庫的建立更加簡單快捷、精確度也更高。本文使用C#語言設(shè)計了上位機油量測量監(jiān)控軟件,可實時監(jiān)控液位的測量,并結(jié)合燃油體積特性數(shù)據(jù)庫計算得到油箱的剩余油量。設(shè)計了HART通信模塊實現(xiàn)上位機和下位機的通信連接。最后搭建實驗平臺對導波雷達液位計進行實驗與驗證,證明了液位計的精度、分辨率、重復(fù)性等都達到了飛機燃油油位測量的要求。并結(jié)合上位機軟件對燃油油量進行了測量實驗,可實時算得燃油油量。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V228.11
【部分圖文】：

圖 2-3 傳輸線的經(jīng)典模型載不同于0Z ，即遇到故障點或不同材料時，會產(chǎn)生反射波遞給負載的能量。 因此，傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量由該反射波 E表示。這個比率稱為電壓反射系數(shù) ，與傳輸線阻抗有關(guān)，方00rLi LEZ ZE Z Z LZ 是一類負載阻抗， 是傳輸線即同軸電纜的特性阻抗。抗不一致的地方稱為阻抗突變點，在傳輸過程中遇到此點的阻抗即為負載阻抗。如圖 2-4 所示，由公式（2-3）可知同軸線的終端開路時，LZ ，r iE E，反射系數(shù) 1 ，射，反射波極性與入射波相同。同軸線的終端短路時，即 0LZ ， ，則反射系數(shù) 發(fā)生全反射，反射波極性與入射波相反。傳輸過程中遇到某位置阻抗小于傳輸線阻抗時，如Z

采樣信號t圖 2-6 等效時間采樣用于時間間隔測量位計尋優(yōu)布置飛行過程中會發(fā)生各個姿態(tài)角的改變，俯仰和側(cè)傾都會使油箱姿態(tài)誤差。為了盡可能的減少姿態(tài)誤差對燃油油量精確測量設(shè)油位計時考慮如何優(yōu)化布置使誤差最小，并確定誤差修正關(guān)�，F(xiàn)代飛機油箱形狀多種多樣，有如圖 2-7 所示的對稱形中央油箱，下面將對不同形狀的油箱油位計尋優(yōu)布置進行分析。形油箱油位計尋優(yōu)布置方體以及如圖 2-7 所示的附加中央油箱這類的三維對稱形油箱問題來分析，油位安裝在二維中心線上時姿態(tài)誤差將最小。

開始計算各片層權(quán)重：截面積Si最小二乘法計算待求直線方向向量N(A,B,C)切分油箱為n個片層結(jié)束計算各片層中心點Pi確定形心點Pc得到直線不規(guī)則油箱尋優(yōu)布置方法流程圖
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本文編號：2872173