液氧煤油发动机用电机测量控制系统研究设计

摘要

液体火箭发动机的研制、生产、使用过程，离不开测控系统的支持，而发动机技术的发展，也推动了测控技术的发展。在液氧煤油发动机系统中，采用流量调节器和燃料节流阀来进行推力和混合比的调节，流量调节器及燃料节流阀的调节控制是由步进电机来实现的。本文对发动机参数调节测控系统需求进行了全面分析，对系统涉及的小信号测量技术、电机升降速控制、系统设计及功能电路设计中的关键技术进行了深入的研究，在此基础上构建了模块化设计的硬件系统。 电机测控系统以嵌入式处理机为核心，采用“浮地”和“隔离”技术设计，实现了信号的精确测量和步进电机的准确控制。系统运用中断处理技术实现了同时基2个电机的独立控制和多路信号的定时采集，解决了试车操作多线程任务的控制问题。测控系统软件基于DOS操作系统，采用C语言开发，进行模块化设计，设计中采用了冗余和容错技术，实现并完善了系统硬件功能，为系统提供了良好的操作界面。 研究设计的电机测量控制系统，已应用于电机验收试验和阀门的液流试验，并在发动机热试车中，完成了发动机推力和混合比的调节控制工作，实现了发动机变工况试车。使用结果表明：系统集测量和控制功能为一体，使用灵活，抗干扰能力强，各项功能和指标满足液氧煤油发动机电机测控使用要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外现状

1.3本文的主要工作

第2章发动机参数调节原理及电机特性分析

2.1液体火箭发动机参数调节原理

2.1.1推力调节

2.1.2混合比调节

2.2液体火箭发动机参数调节用电机特性分析

2.2.1步进电机组件及设计参数

2.2.2步进电机特性

2.2.3步进电机的驱动控制

2.2.4液体火箭发动机用电机运转参数

2.3小结

第3章系统需求分析与方案设计

3.1系统需求

3.1.1系统功能

3.1.2系统设计要求和指标

3.2系统总体方案设计

3.2.1总体方案设计

3.2.2系统组成

3.3测量方法的选择

3.3.1绕组及角度测量

3.3.2绝缘电阻测量

3.4步进电机的控制和驱动设计

3.4.1步进电机的驱动

3.4.2步进电机的控制方法

3.4.3电机控制

3.5小结

第4章系统详细设计

4.1系统硬件详细设计

4.1.1基准源电路设计

4.1.2信号调理电路设计

4.1.3通道转换电路设计

4.1.4电源设计

4.1.5母板设计

4.1.6操作键盘设计

4.2系统软件详细设计

4.2.1软件功能需求分析

4.2.2软件设计及主要流程图

4.2.3软件的实现

4.3小结

第5章系统的可靠性设计及抗干扰技术

5.1系统的可靠性设计

5.1.1可靠性设计的必要性

5.1.2系统设计的可靠性措施

5.2电机测控系统的抗干扰设计

5.2.1硬件抗干扰设计

5.2.2软件抗干扰设计

5.3小结

第6章系统的应用

6.1前言

6.2调节器液流试验

6.2.1试验目的

6.2.2试验过程

6.2.3试验结论

6.3发动机热试车工况调节

6.3.1电机测控系统试车工作内容

6.3.2电机测控系统试车工作过程

6.3.3试车数据分析及结论

6.4小结

第7章结论

参考文献

致谢