某直升机大气参数测量系统的故障检测方法及应用研究

摘要

本文通过对航空大气参数的研究，依靠与部队合作完成对军用直升机大气参数测量系统的故障检测工作，提出了一套完整的适用于直升机二线维修任务的原位、离位检测方案并将方案实现。
　　飞行大气参数测量系统故障检测设备主要用于对飞行器大气参数测量系统相关机载设备及仪表进行性能校验和故障检测，检测对象主要包括大气数据计算机、高度表、空速表以及升降速度表在内的各功能元器件。课题以大气参数作为主要研究对象，利用先进的气动技术、压力传感技术以及现代虚拟仪器技术，完成对便携式仪表综合检测设备的开发，实现对直升机机载大气参数测量系统的原位、离位检测工作，满足直升机飞行安全保障需要。用户使用该检测设备能对直升机大气参数测量系统及其各部件提供正常工作所需的气压模拟环境，同时能进行功能及性能参数的测试，实现在外场环境下进行的原、离位检测工作。
　　课题参考国际大气参数标准，推导出各个大气参数量与空气气压大小之间的转换关系，并详细介绍了数学模型的推导过程;介绍了系统的原位、离位检测方案的总体设计，并完成了高精度气压控制系统的搭建过程，使其能够模拟被测设备的全压及静压工作环境;而后论文介绍了基于虚拟仪器硬件系统的硬件开发平台搭建，完成了系统硬件组成部分电路设计;最后采用图形化编程软件LabVIEW作为开发工具，用脉宽调制PWM控制高速开关电磁阀从而控制气压，编写了系统控制软件，并完成了系统人机交互界面的软件程序，最终实现了检测系统的故障检测功能。此套系统的实现弥补了国内在此类机载设备方面上的不足，也为军用直升机的飞行安全保驾护航。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题的目的及意义

1．3 国内外相关研究现状

1．4 课题的研究内容

1．5 课题的技术路线

第2章 大气参数测量及转换模型

2．1 大气参数的测量

2．2 大气参数转换数学模型分析

2．2．1 高度与静压的关系

2．2．2 空速与动压的关系

2．2．3 升降速率表的测量原理

2．3 大气参数模型转换

2．4 本章小结

第3章 检测系统的总体设计

3．1 系统检测内容及参数要求

3．2 检测系统的总体设计

3．2．1 原位检测设计

3．2．2 离位检测设计

3．3 高精度气压控制系统设计

3．3．1 高速开关电磁阀在气压控制中的应用

3．3．2 PWM脉宽调制对开关阀的控制

3．3．3 复杂气路设计

3．4 本章小结

第4章 检测系统的硬件搭建

4．1 系统硬件结构

4．1．1 系统硬件框架

4．1．2 系统硬件选型

4．2 信号处理电路设计

4．2．1 输入信号源分析

4．2．2 输入信号预处理电路

4．3 电源模块设计

4．3．1 供电需求分析

4．3．2 DC／DC转换电路

4．3．3 电流检测电路

4．4 气压元件驱动电路

4．4．1 相关气压元件电气特性

4．4．2 驱动电路设计

4．5 信号接口电路设计

4．5．1 接口定义

4．5．2 多路复用电路

4．5．3 开关量控制电路

4．6 本章小结

第5章 检测系统的软件设计

5．1 虚拟仪器(LABVIEW)简介

5．2 软件系统总体设计

5．2．1 系统软件总体设计要求

5．2．2 上位机软件结构

5．2．3 下位机软件结构

5．3 软件各子模块的功能实现

5．3．1 用户管理模块

5．3．2 检测功能模块

5．3．3 报表生成模块

5．3．4 网络通信模块

5．3．5 气压控制模块

5．4 本章小结

第6章 检测系统功能实现

6．1 软件功能实现

6．2 被测仪表故障判断

6．3 本章小结

第7章 结论及展望

参考文献

致谢