某型飞行器全静压试验器的研制

论文摘要

本课题设计的全静压试验器是针对某型飞行器的检测控制设备。该试验器在对飞行器上全静压系统的测控,以及对飞行高度与速度的设定、测试及控制上发挥着重要的作用。为了实现压力的自动测量、控制和显示,并能将压力换算成高度、升降速度、马赫数、指示空速、真空速等大气参数以供使用设备计算和显示,采用以计算机为控制核心,基于高精度振筒式压力传感器,设计了飞行器全静压检测系统的硬、软件,实现了多参数测控和显示的功能。该系统的设计实现可以完成全静压系统的仪表和设备的工作性能、状态及系统气密性的检查,具有自动化程度高、检测速度快和高精度、易操作的特点。它可以用于替代老式设备和较昂贵的设备,具有较好的实用性和较高的性价比。该检测设备在研制过程中综合地运用了RS232多串口通讯、FPGA芯片和PID控制技术等相关知识。RS-232是串行数据接口标准,是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口,被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。系统中采用多个串口对数据进行采集和控制。PID控制技术以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。本课题完成了基于嵌入式计算机和高精度振筒式压力传感器的测控设备的设计。论文从全静压试验器的工作原理、FPGA的应用、硬件系统、软件系统、PID控制和调校计量等方面进行论述,对各部分的实现方法进行了研究,并在提出具体的设计方案后研制出了全静压试验器的实物样机。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的目的与意义
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 全静压试验器工作原理及测试内容
• 2.1 引言
• 2.2 试验器的功能与技术指标
• 2.2.1 全静压试验器功能
• 2.2.2 试验器主要技术指标
• 2.3 试验器测控系统工作原理
• 2.4 试验器气路系统工作原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 试验器设计方案及器件应用
• 3.1 引言
• 3.2 试验器设计方案
• 3.3 试验器的内部通讯
• 3.3.1 试验器串行通讯的研究
• 3.3.2 方案的初步设想
• 3.4 基于FPGA 的数字化通用PWM 控制器设计
• 3.4.1 EDA 设计流程
• 3.4.2 FPGA 器件的开发语言
• 3.4.3 FPGA 的基本特点
• 3.5 EPF6016 芯片的应用
• 3.5.1 EPF6016 芯片的介绍
• 3.5.2 利用EPF6016 产生PWM 信号
• 3.6 本章小结
• 第四章 硬件系统的设计
• 4.1 引言
• 4.2 硬件系统架构
• 4.3 试验器选用的计算机介绍
• 4.4 振筒式压力传感器
• 4.4.1 传感器概述
• 4.4.2 技术指标
• 4.4.3 基本原理
• 4.4.4 主要功能
• 4.4.5 通讯协议
• 4.4.6 接口引脚定义
• 4.5 液晶显示器
• 4.5.1 额定参数
• 4.5.2 软件接口
• 4.6 面板的设计
• 4.7 硬件系统的集成
• 4.8 本章小结
• 第五章 软件系统的设计
• 5.1 引言
• 5.2 软件开发工具介绍
• 5.2.1 操作系统简介
• 5.2.2 开发工具简介
• 5.3 软件模块的设计
• 5.4 气密试验功能
• 5.5 自动放气功能
• 5.6 控制指标的测试
• 5.7 测试软件的设计
• 5.8 气路系统仿真软件的设计
• 5.9 本章小结
• 第六章 PID 控制器
• 6.1 引言
• 6.2 数字PID 控制算法
• 6.2.1 比例（P）调节器
• 6.2.2 比例积分（PI）调节器
• 6.2.3 比例积分微分（PID）调节器
• 6.3 PID 控制器参数调节
• 6.4 控制中出现的问题及解决方法
• 6.5 本章小结
• 第七章 调校和计量
• 7.1 引言
• 7.2 开机连接
• 7.3 调校
• 7.3.1 关于工具软件 DPS-Tools
• 7.3.2 修正值的计算方法
• 7.4 计量
• 7.5 本章小结
• 第八章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录一 气路系统连接图
• 攻硕期间取得的研究成果