航空發(fā)動機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機(jī)控制器，尤其涉及一種活塞式航空發(fā)動機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞式航空發(fā)動機(jī)廣泛應(yīng)用于小型旋翼機(jī)中，近來隨著無人機(jī)的飛速發(fā)展，活塞式航空發(fā)動機(jī)也越來越多的裝備在無人機(jī)中，這使得以往以儀表進(jìn)行控制的控制方式越來越不適應(yīng)新的情況，活塞式航空發(fā)動機(jī)包含電氣和油路兩部分，現(xiàn)有的控制器也相應(yīng)的分為電氣控制器和油路控制器兩部分，這增加了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，為了保證活塞式航空發(fā)動機(jī)的飛行安全，需要實時監(jiān)測發(fā)動機(jī)的溫度、壓力及流量等參數(shù)，這需要額外的配置發(fā)動機(jī)監(jiān)測單元，進(jìn)行相應(yīng)傳感器及狀態(tài)監(jiān)控器的數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)發(fā)，綜上所述，現(xiàn)有的航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的解決方式，以分布式單組件為主要組成方案，該方案具有復(fù)雜度高、外圍輔件數(shù)量多及測控單元分離的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)控制器，該控制器實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)的點火及供電控制，并且通過對燃油栗的控制實現(xiàn)了油路控制，此外，借助傳感器轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測，利用RS232串口實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，真正實現(xiàn)了電氣及油路一體化和控制及監(jiān)測一體化的設(shè)計方案。
[0004]本發(fā)明的航空發(fā)動機(jī)控制器通過螺栓固定于發(fā)動機(jī)本體上，通過上傳及供電接口，獲取上位機(jī)指令及供電電源，其包括控制板卡和電源板卡，兩者利用PC104插針及PC104插孔堆疊在一起安裝于儀表盒內(nèi)，隨后通過上部封板和前部封板實現(xiàn)機(jī)械密封和電氣隔離，開啟后，根據(jù)上位機(jī)指令的不同可工作于不同模式下，接到發(fā)動機(jī)啟動、停止或急停指令，可通過集成于所述電源板卡的數(shù)控單元控制舵機(jī)控制器、點火針及燃油栗等設(shè)備，在設(shè)備運行中，集成于所述控制板卡的主控單元將配置指令轉(zhuǎn)化為符合TTL電平要求的串行指令，控制模擬輸出接口，從而達(dá)到控制發(fā)動機(jī)的三路油門開度的目的，利用同樣集成于所述控制板卡上的熱電阻單元、K偶單元、mV單元、mA單元、PWM單元及模擬輸入接口采集發(fā)動機(jī)相關(guān)的溫度、壓力及流量參數(shù)，利用設(shè)備接口和RS232通信協(xié)議，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的狀態(tài)采集和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0005]優(yōu)選所述電源板卡上還集成有:數(shù)電單元，用于將外部電源轉(zhuǎn)化為數(shù)字芯片所需的電源;模電單元，用于將外部電源轉(zhuǎn)化為模擬電路所需的電源。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
[0007]1.集發(fā)動機(jī)的電氣控制及油路控制于一體，專設(shè)有數(shù)據(jù)單元進(jìn)行相應(yīng)發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的供電及工作狀態(tài)的控制。
[0008]2.集發(fā)動機(jī)的控制及監(jiān)測于一體，通過數(shù)據(jù)單元及模擬輸出接口進(jìn)行發(fā)動機(jī)的控制，通過傳感器轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)發(fā)動機(jī)相關(guān)的溫度、壓力及流量參數(shù)的采集，并利用設(shè)備接口實現(xiàn)發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的狀態(tài)采集和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0009]3.采集速度可達(dá)1kHz，并具有實時保存功能，利用改進(jìn)型牛頓迭代法和十級多項式解算，實現(xiàn)了熱電阻溫度精度為± 0.2°C，K偶溫度為± 1°C。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是控制板卡結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是電源板卡結(jié)構(gòu)圖。
[0013]符號說明
[0014]1.上部封板，2.僅表盒，3.控制板卡，4.電源板卡，5.^iJ部封板，6.主控單兀，7.電源單元，8.上傳及供電接口，9.設(shè)備接口，10.模擬輸出接口，11.熱電阻單元，12.K偶單元，
13.模擬輸入接口，14.PffM單元，15.mA單元，16.mV單元，17.數(shù)存單元，18.PC104插針，19.數(shù)電單元，20.模電單元，21.數(shù)控單元，22.PC104插孔
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]本發(fā)明包括上部封板1、儀表盒2、控制板卡3、電源板卡4、前部封板5、主控單元6、電源單元7、上傳及供電接口 8、設(shè)備接口 9、模擬輸出接口 1、熱電阻單元11、K偶單元12、模擬輸入接口 13、?￥1單元14、11^單元15、11^單元16、數(shù)存單元17、？(]104插針18、數(shù)電單元19、模電單元20、數(shù)控單元21、PC104插孔22。
[0017]在圖1中，控制板卡3與電源板卡4通過PC104插針及PC104插孔堆疊在一起，并通過螺栓固定于儀表盒內(nèi)，隨后通過上部封板I和前部封板5進(jìn)行機(jī)械密封和電氣隔離。
[0018]在圖2中，主控單元6進(jìn)行控制指令解析及采集數(shù)據(jù)的處理和后處理，通過熱電阻單元11、K偶單元12，模擬輸入接口 13、PWM單元14、mA單元15及mV單元16進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集，通過設(shè)備接口 9采集發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的狀態(tài)信息，隨后將數(shù)據(jù)保存于數(shù)存單元17中。
[0019]在圖3中，數(shù)電單元19將外部電源轉(zhuǎn)化為數(shù)字芯片所需的電源，模電單元20將外部電源轉(zhuǎn)化為模擬電路所需的電源，通過堆疊接插孔22接收控制板卡3的控制信號，并通過數(shù)控單元21控制發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備。
[0020]在采集和保存方面，可以實現(xiàn)IkHz的采集速度，并利用數(shù)存單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時保存，采用改進(jìn)型的牛頓迭代法實現(xiàn)了熱電阻溫度的一元四次方程解算，并結(jié)合硬件及軟件濾波，將熱電阻的采集精度提高到±0.2°C，采用十級多項式實現(xiàn)K偶溫度的線性擬合，相較于傳統(tǒng)的查表法，將K偶的采集精度提高到了 ± 1°C。
【主權(quán)項】
1.一種航空發(fā)動機(jī)控制器，其特征在于:其通過螺栓固定于發(fā)動機(jī)本體上，通過上傳及供電接口，獲取上位機(jī)指令及供電電源，其包括控制板卡和電源板卡，兩者利用PC104插針及PC104插孔堆疊在一起安裝于儀表盒內(nèi)，隨后通過上部封板和前部封板實現(xiàn)機(jī)械密封和電氣隔離，開啟后，根據(jù)上位機(jī)指令的不同可工作于不同模式下，接到發(fā)動機(jī)啟動、停止或急停指令，可通過集成于所述電源板卡的數(shù)控單元控制舵機(jī)控制器、點火針及燃油栗等設(shè)備，在設(shè)備運行中，集成于所述控制板卡的主控單元將配置指令轉(zhuǎn)化為符合TTL電平要求的串行指令，控制模擬輸出接口，從而達(dá)到控制發(fā)動機(jī)的三路油門開度的目的，利用同樣集成于所述控制板卡上的熱電阻單元、K偶單元、mV單元、mA單元、PWM單元及模擬輸入接口采集發(fā)動機(jī)相關(guān)的溫度、壓力及流量參數(shù)，利用設(shè)備接口和RS232通信協(xié)議，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備的狀態(tài)采集和轉(zhuǎn)發(fā)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)控制器，其特征在于:所述電源板卡上還集成有:數(shù)電單元，用于將外部電源轉(zhuǎn)化為數(shù)字芯片所需的電源;和模電單元，用于將外部電源轉(zhuǎn)化為模擬電路所需的電源。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動機(jī)控制器，其包括控制板卡和電源板卡，兩者利用PC104插針及PC104插孔堆疊在一起安裝于儀表盒內(nèi)，隨后通過上部封板和前部封板實現(xiàn)機(jī)械密封和電氣隔離，可通過集成于所述電源板卡的數(shù)控單元控制舵機(jī)控制器、點火針及燃油泵等設(shè)備，集成于所述控制板卡的主控單元將配置指令轉(zhuǎn)化為符合TTL電平要求的串行指令，控制模擬輸出接口，從而達(dá)到控制發(fā)動機(jī)的三路油門開度的目的，利用同樣集成于所述控制板卡上的熱電阻單元、K偶單元、mV單元、mA單元、PWM單元及模擬輸入接口采集發(fā)動機(jī)相關(guān)的溫度、壓力及流量參數(shù)。本實用新集發(fā)動機(jī)的控制及監(jiān)測于一體，能夠同時監(jiān)控多組數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105446226
【申請?zhí)枴緾N201510981758
【發(fā)明人】沙群, 嵇治剛, 牛志朝, 王超, 叢暉, 梁鳳麒
【申請人】中國航天空氣動力技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月23日