微型涡喷发动机电子控制器设计技术研究

摘要

本文从工程应用的角度开展了微型涡喷发动机电子控制器设计技术的研究。所设计的控制器既能满足台架试车实验的需要，又能满足飞行器严苛环境的需要。
　　核心处理器采用STM32F103芯片，具有高性能、低功耗和低成本的特点。由于转速信号对于发动机安全控制的重要性，转速传感器及其调理电路采用双余度方案。设计了数据存储模块，用于记录微型涡喷发动机的飞行试验数据。设计了遥控器和无线收发模块，通信距离达500米以上。此外，在PCB设计上，按照不同功能和不同信号类型进行区域划分，元器件的布局及布线考虑减少电磁辐射，提高了PCB板的电磁兼容性。
　　采用前台后台机制设计控制程序主流程，并采用DMA方式与主要外设进行通信，节约了CPU资源。基于实验法建立了微型涡喷发动机慢车以上模型，在此基础上，设计了传感器故障识别和信号重构程序，提高了控制系统的可靠性。
　　制作了微型涡喷发动机电子控制器样件，并进行了电磁兼容试验、实物在回路仿真试验和台架实验，验证了本文提出的电子控制器软硬件设计技术。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容及安排

第二章 微型涡喷发动机电子控制器需求分析及总体方案

2.1电子控制器需求分析

2.2电子控制器总体设计方案

2.3本章小结

第三章 微型涡喷发动机电子控制器硬件设计

3.1 STM32核心模块

3.2电源模块

3.3串口通信模块

3.4模拟量调理电路

3.5温度调理电路

3.6转速调理电路

3.7双余度转速传感器故障检测与识别电路

3.9数据存储电路

3.10遥控模块

3.11 PCB电磁兼容性设计

3.12本章小结

第四章 微型涡喷发动机电子控制器软件设计

4.1主流程

4.2数据存储程序

4.3串口通信程序

4.4模拟量采集程序

4.5温度采集程序

4.6转速采集程序

4.7遥控模块程序

4.8微型涡喷发动机建模

4.9转速传感器故障识别和信号重构程序

4.10本章小结

第五章 试验验证

5.1电磁兼容试验

5.2实物在回路仿真试验

5.3台架实验

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文