電子機(jī)電論文編號:JD754  設(shè)計(jì)字?jǐn)?shù):30405,頁數(shù):43

目錄
第一章緒論 2
1.1航空發(fā)動機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)發(fā)展 2
1.2半物理仿真在航空發(fā)動機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研制中的應(yīng)用 4
1.3傳感器技術(shù)的發(fā)展及意義 5
.1.4信號模擬裝置在發(fā)動機(jī)數(shù)控系統(tǒng)半物理仿真中的應(yīng)用 6
1.5國內(nèi)外研究狀況 6
1.6本文的研究內(nèi)容 6
第二章  數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng) 8
2.1系統(tǒng)組成 8
2.2工作原理 8
2.3 電子控制器的接口信號 9
2.4傳感器信號模擬方案 9
第三章  發(fā)動機(jī)用常規(guī)傳感器 10
3.1傳感器的定義、組成及分類 10
3.1.1傳感器的定義和組成 10
3.1.2傳感器的分類 11
3.2發(fā)動機(jī)試驗(yàn)對傳感器的要求 11
3.3發(fā)動機(jī)試驗(yàn)用傳感器的選擇 12
3.4本試驗(yàn)中所用傳感器 14
3.5信號模擬電路的設(shè)計(jì)方案 14
第四章  傳感器信號模擬電路設(shè)計(jì) 15
4.1電位計(jì)式傳感器信號模擬電路 15
4.1.1電位計(jì)式傳感器的原理 15
4.1.2模擬電路設(shè)計(jì) 17
4.2壓力傳感器信號模擬電路 18
4.2.1壓阻效應(yīng) 18
4.2.2 壓阻式傳感器 19
4.2.3壓阻式壓力傳感器的組成 22
4.2.4壓力傳感器模擬電路設(shè)計(jì) 24
4.3溫度傳感器信號模擬電路 28
4.3.1鉑電祖簡介 29
4.3.2鉑電阻溫度傳感器的工作原理 29
4.3.3溫度傳感器模擬電路設(shè)計(jì) 30
4.4 0-10V信號模擬電路 34
4.5電源的設(shè)計(jì) 35
4.6接口與數(shù)據(jù)處理 36
4.6.1 D/A轉(zhuǎn)換 36
4.6.2數(shù)據(jù)采集、發(fā)送程序 37
4.6.3串行通信程序 38
第五章結(jié)束語 39
參考文獻(xiàn) 40
致謝 42

本文的研究內(nèi)容
    電子控制器、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬系統(tǒng)是數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)模擬計(jì)算機(jī)，傳感器信號模擬裝置(包含數(shù)據(jù)卡)，供油裝置，電子控制器仿真計(jì)算機(jī)(包含數(shù)據(jù)卡)，以及油源、驅(qū)動、配電、測控系統(tǒng)組成。
    傳感器信號進(jìn)行A/D采樣前必須轉(zhuǎn)換、隔離、濾波。由于進(jìn)入傳感器的信號幅度是很小的，而且混雜有干擾信號和噪聲，并且受著溫度漂移及非線性等各種因素的影響。為了方便隨后的處理過程，必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐返恼{(diào)理才一能滿足信號處理，顯示和控制的要求，調(diào)理就是放大，緩沖或定標(biāo)模擬信號，使其適合于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入。然后，ADC對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，并把數(shù)字信號送到微控制器或其他數(shù)字器件，以便用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。此鏈路工作的關(guān)鍵是選擇運(yùn)放，運(yùn)放要正確在接口被測的各種類型的傳感器。然后，設(shè)計(jì)人員必須選擇ADC. ADC具有處理來自輸入電路的信號的能力，并能產(chǎn)生滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分辨率，精度和取樣率的數(shù)字輸出，因?yàn)槟�擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號是通過A/D轉(zhuǎn)換來完成的，而A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍一般為±10V、±5V、±2. 5V、±1. 25V,±0.625V, 0～1OV, 0～5V, 0～2.5V等，因此對于非電壓信號，先將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，對于毫伏級電壓信號，還應(yīng)該將其放大為伏級電壓信號，以保證轉(zhuǎn)換精度。因此，必須根據(jù)各種傳感器信號特性的不同來區(qū)別使用不同類型的接口電路以輸出給信號調(diào)理電路，信號調(diào)理是把來自傳感器的模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計(jì)算、顯示讀出和其他目的的數(shù)字信號，以使信號利于A/D卡轉(zhuǎn)換。傳感器信號模擬裝置可經(jīng)過參數(shù)的變化可應(yīng)用于工業(yè)中不同的模擬系統(tǒng)當(dāng)中。
傳感器信號模擬電路已經(jīng)成為發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析的基礎(chǔ)。論文將對數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)中的傳感器進(jìn)行信號模擬，其主要目的是對研究系統(tǒng)中所需的各種傳感器信號進(jìn)行模擬及處理，其模擬效果可以代替真實(shí)的傳感器。在完成數(shù)字電子控制器研制后，對發(fā)動機(jī)數(shù)字式電子控制器進(jìn)行試驗(yàn)研究，以檢查、考核、分析控制軟件和硬件的全部功能及可靠性。為了更安全、更可靠地進(jìn)行試驗(yàn)研究，在數(shù)控系統(tǒng)飛行試驗(yàn)前進(jìn)行數(shù)字式半物理仿真試驗(yàn)是一項(xiàng)非常有意義的工作。本文就是利用電路仿真技術(shù)為數(shù)字式半物理試驗(yàn)提供一個傳感器信號模擬器。以產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)中所需要的傳感器的模擬信號;故障模擬和故障影響;利用仿真系統(tǒng)，研究發(fā)動機(jī)在各種飛行條件下和各種工作狀態(tài)下的性能。
本文對發(fā)動機(jī)數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行傳感器模擬信號設(shè)計(jì)。全文共分六章:
     第一章緒論，主要是綜述航空發(fā)動機(jī)數(shù)字?jǐn)Q制系統(tǒng)發(fā)展情況和傳感器技術(shù)的發(fā)展情況，引出課題內(nèi)容，并幾對課題意義及難點(diǎn)進(jìn)行分析。
    第二章數(shù)字式半物理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)概述，介紹了該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)組成及工作原理。
    第三章發(fā)動機(jī)用常規(guī)傳感器，主要介紹發(fā)動機(jī)常用傳感器的類型，性能及選型原則。
    第四章傳感器信號模擬電路設(shè)計(jì)，卜要介紹5種發(fā)動機(jī)常用傳感器的原理及其信號模擬電路設(shè)計(jì)。
第五章結(jié)束語，總結(jié)本文的研究工作，指出還存在的問題及今后工作的設(shè)想。