航空活塞發(fā)動機(jī)控制器實(shí)物在回路仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、目前航空活塞發(fā)動機(jī)依然是無人機(jī)的主要動力來源。隨著對無人機(jī)性能及續(xù)航能力的要求不斷提高，其搭載的發(fā)動機(jī)必須具有較高的推重比，普通化油器式活塞發(fā)動機(jī)將難以滿足這些要求。進(jìn)氣道噴射、缸內(nèi)直噴和夾氣噴射等電控噴射技術(shù)成為眾多方案的首選。為了適應(yīng)發(fā)動機(jī)改型后進(jìn)行臺架試驗(yàn)的需要，設(shè)計(jì)了用于電控噴射的控制器。為了避免直接進(jìn)行臺架試驗(yàn)存在的高風(fēng)險(xiǎn)和高成本，需要事先驗(yàn)證控制器的性能邏輯，檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的缺陷。本文建立了發(fā)動機(jī)數(shù)學(xué)模型和研制了接口模擬

2、器，并在此基礎(chǔ)上搭建了實(shí)物在回路仿真平臺，開展了控制器的試驗(yàn)研究。
　　論文首先結(jié)合臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)和發(fā)動機(jī)運(yùn)行機(jī)理，建立了發(fā)動機(jī)平均值模型。采用模塊化的建模方法建立了進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真模擬。通過將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，修正了部分模型參數(shù)。運(yùn)用RTW代碼自動生成技術(shù)，將模型移植到VC++軟件環(huán)境中。
　　根據(jù)課題要求，設(shè)計(jì)了可用于多種電控噴射方式的控制器?？?/p>

3、制器以32位浮點(diǎn)型DSP微處理器為核心，設(shè)計(jì)了信號采集、控制驅(qū)動和數(shù)據(jù)存儲及通信的硬件電路，并根據(jù)發(fā)動機(jī)控制規(guī)律要求編寫了軟件程序?；赩C++平臺設(shè)計(jì)了監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)的遠(yuǎn)程測試和控制。
　　為了實(shí)現(xiàn)控制器與發(fā)動機(jī)模型之間信息交互，設(shè)計(jì)了以信號采集和模擬為主要功能的接口模擬器。接口模擬器實(shí)現(xiàn)了正確接收發(fā)動機(jī)模型系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包、準(zhǔn)確采集電子控制器發(fā)出的執(zhí)行信號以及各種物理信號和數(shù)字信號模擬轉(zhuǎn)換。
　　搭建了實(shí)物在回路

4、仿真平臺，通過接口模擬器將控制器和發(fā)動機(jī)模型構(gòu)成閉環(huán)仿真回路。通過單參數(shù)、MAP圖、起動、怠速、穩(wěn)態(tài)、加減速等多種形式的仿真試驗(yàn)，對控制器的軟硬件開展性能驗(yàn)證與邏輯檢測，以降低臺架試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電子控制器的設(shè)計(jì)缺陷，減少研制費(fèi)用。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：所建立的發(fā)動機(jī)模型有較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)精度；接口模擬器能夠?qū)崟r(shí)精確地采集和模擬信號；控制器的軟硬件性能穩(wěn)定，邏輯正確，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。將控制器應(yīng)用于臺架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了課