新型航空活塞发动机电控系统关键技术设计及验证

摘要

航空活塞发动机具有体积小、重量轻、升功率高、成本低等优点，是无人机和直升机的主要动力装置。随着航空活塞发动机对工作稳定性、系统可靠性、开发周期和研制成本等要求的不断提高，航空活塞发动机电控系统也得到进一步发展。本文以某改型中的航空活塞发动机为背景，围绕航空活塞发动机电控系统的几项关键技术展开研究，主要工作包括电子控制器设计、RTW自动代码生成技术研究、发动机建模和基于模型设计（MBD）技术的航空活塞发动机接口模拟器设计几个方面。
　　首先，设计基于DSP的航空活塞发动机电子控制器，并进行了发动机台架试验，发动机台架试验表明，电子控制器具有良好的性能，充分满足发动机现阶段的台架试车需求。其次，研究了RTW的自动代码生成机制，提出并实现了基于RTW的自动代码生成功能，使用MATLAB和VC++联合快速开发发动机实时仿真试验平台。接着使用MBD技术开发航空活塞发动机接口模拟器，在MATLAB中进行航空活塞发动机建模，基于RTW的自动代码生成功能实现从SIMULINK模型到DSP的快速原型，在基于DSP的发动机接口模拟器硬件平台上集成了航空活塞发动机模型。最后，开发基于VC++的发动机上位机监控软件，并使用本文所设计的电子控制器、接口模拟器、上位机监控软件等搭建航空活塞发动机硬件在环仿真试验平台并进行仿真研究。
　　研究结果表明，综合使用DSP技术、自动代码生成技术和基于模型设计等技术进行航空活塞发动机电控系统设计具有显著的优势，不仅能提高电控系统性能，还可以提高开发效率、降低开发成本并缩短研制周期。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容及关键技术

1.4 论文章节内容的安排

第二章 基于DSP的航空活塞发动机电子控制器设计

2.1 控制器需求分析

2.2 总体设计

2.3 硬件设计

2.4 软件设计

2.5 电子控制器台架试验

2.6 本章小结

第三章 RTW自动代码生成技术研究

3.1 RTW自动代码生成机制研究

3.2 基于RTW自动代码生成机制的发动机实时仿真平台快速开发

3.3 本章小结

第四章 基于MBD技术的航空活塞发动机接口模拟器开发

4.1 基于模型设计的开发流程

4.2 基于MATLAB/SIMULINK的航空活塞发动机建模

4.3 接口模拟器硬件平台设计

4.4 模型检查及产品级嵌入式模型C代码自动生成

4.5 DSP中的代码集成与测试

4.6 本章小结

第五章 硬件在环仿真试验研究

5.1 基于VC++的航空活塞发动机上位机监控软件开发

5.2 硬件在环仿真平台系统结构

5.3 硬件在环仿真试验

5.4 本章小结

第六章 总结展望

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