無人涵道飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)是飛行器的動(dòng)力源,用于產(chǎn)生飛行器飛行所需要的推力或者升力,常被比喻為飛行器的心臟。而發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)統(tǒng)管著動(dòng)力裝置的運(yùn)行,是動(dòng)力裝置的大腦,控制系統(tǒng)性能的好壞直接決定著飛行器的飛行性能。本文以無人涵道飛行器為飛行平臺,小型活塞式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為被控對象,深入研究并設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),著重解決發(fā)動(dòng)機(jī)恒速閉環(huán)控制問題,研制發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器。
　　首先針對涵道飛行器動(dòng)力需求進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)選型,確定發(fā)動(dòng)機(jī)型號后建立其基本數(shù)學(xué)模型,模型參數(shù)由

2、地面開車實(shí)驗(yàn)確定,數(shù)學(xué)模型用于控制律設(shè)計(jì)仿真,用分步優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制律,在傳統(tǒng)PID控制基礎(chǔ)上引入了模糊控制與抗飽和概念,提出了一種新穎的抗飽和模糊PID控制算法,建立了Simulink仿真模型并進(jìn)行仿真證明,仿真結(jié)果表明該算法能有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性,大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)恒速閉環(huán)控制的控制效果。
　　接著,設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器與地面監(jiān)控箱。電子控制器以STM32F103VBT6作為主控芯片,轉(zhuǎn)速信號由霍

3、爾傳感器敏感測量得到,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體溫度由K型熱電偶測量得到,控制器與地面控制站、飛控板通過串口和 CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,編寫了完整的發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序。地面監(jiān)控軟件采用C＃軟件設(shè)計(jì)完成,能實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)保存等功能。
　　最后,通過地面發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)、地面系留實(shí)驗(yàn),測試了本文設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工作狀態(tài)間能夠平穩(wěn)過渡,穩(wěn)定加減速,在控制系統(tǒng)作用下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠控制到與目標(biāo)轉(zhuǎn)速誤差的2％以內(nèi),達(dá)到了很好的控制