喷气发动机测控系统软件部分(附件)
1 绪论 1
1.1 选题的背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究意义 2
2 总体设计 3
2.1 设计目标 3
2.2 整体结构 3
2.3 单片机的选择 6
3 软件设计 8
3.1 Keil软件 8
3.2 显示屏程序 10
3.3 控制程序 11
3.4 推力测量程序 12
4 调试 13
结 论 15
致 谢 16
参 考 文 献 17
附录A 总程序 17
1 绪论
选题的背景
关于喷气发动机的研究及制造的历史由来已久。最早的关于喷气发动机的设计思想是自17世纪开始的,当时有人尝试使用蒸汽来作为动力制作喷气发动机,不过由于技术不成熟,都没有成功。第一个成功制造喷气发动机的案例是1921年的法国人马克西姆纪尧姆,他设计的喷气发动机和现在的轴流式喷气发动机有许多相似的地方。不过这种喷气发动机技术也不够成熟,在7年后,英国弗兰克惠特尔设计出了新式喷气发动机,并且在两年后获得了专利。随后的喷气发动机设计发展迅速,亨克尔公司研制的新型喷气发动机可以提供5KN的推力,这在当时属于重大成果。1929年8月27号,世界上第一架使用喷气发动机作为引擎的飞机试飞,这架飞机安装的就是有亨克尔公司研制的喷气发动机。在随后的第二次世界大战中,喷气式战斗机也大放异彩,其中德国制造的轴流式喷气战斗机取得了更加优异的战绩,这也促使各国 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
,英国弗兰克惠特尔设计出了新式喷气发动机,并且在两年后获得了专利。随后的喷气发动机设计发展迅速,亨克尔公司研制的新型喷气发动机可以提供5KN的推力,这在当时属于重大成果。1929年8月27号,世界上第一架使用喷气发动机作为引擎的飞机试飞,这架飞机安装的就是有亨克尔公司研制的喷气发动机。在随后的第二次世界大战中,喷气式战斗机也大放异彩,其中德国制造的轴流式喷气战斗机取得了更加优异的战绩,这也促使各国重视喷气发动机的研制,使得航空事业迅速发展成为喷气时代,各种喷气式战斗机、火箭等产品也越来越多地被研发出来。
现在喷气发动机已被应用到几乎所有的航空航天产品中,它用途广泛,功能强大,适应各种环境,所以,喷气发动机已成为航天航空中不可取代的组成部分。如今,喷气发动机的性能直接关系到航空航天事业的发展,现在的航空技术也越发地重视发动机的性能,于是对喷气发动机测控系统的研发也越来越被重视起来。
现在一般的喷气发动机测控都要使用专业的测试试验台,测试的时候将喷气发动机安装在专用的台架上与各种专业化的测试仪器设备相连,然后通过发动机运转带动测试机的运转,测出发动机在不同情况下的机能与可靠性。通过对发动机的测试,可以测出喷气发动机的各种性能,比如推力,转速,油耗等。
1.2 国内外研究现状
现在国内外对喷气发动机性能的研究主要还是靠测试试验台架。20世纪40年代,第一台喷气发动机实验台架被研制出来。并且随着科技的发展,计算机技术也日益成熟,人们将计算机技术与测控技术结合起来并加以改进,给喷气发动机测控系统增加了自动控制等功能。到了现代,计算机的飞速发展也使得喷气发动机测试台架功能有了进一步的提高,集合了许多现代的科学技术,例如自动控制功能、信号处理功能等,其中人工智能这一部分也越来越被重视。目前的喷气发动机测试技术已基本成熟,先进的测试台架可以测试出大量数据,并且可以即使监控并进行数据汇总,将所得结果用图形显示出来,这使得数据结果能更直观清晰的被人使用。不仅如此,在测量数据的精确度和控制发动机的准确度上面和以前相比也有了很大的提高。
目前国外的喷气发动机测控技术相对先进,其中较为出色的生产厂家【1-2】有奥地利的AVL公司,日本的小野公司和德国的策尔纳公司。这些公司在发动机测试方面都具有先进的技术。世界上最广泛使用的发动机测试产品是奥地利AVL公司生产的,该公司成产的产品不仅种类繁多而且功能齐全,可以适用各种领域,是国内外首选设备。
AVL公司生产了许多系列的发动机测试系统【3】,其中较为出色有:ALPHA系列干隙式电涡流类型,这种类型的测功机适用于各类汽柴油机的测试;OMEGA系列大功率水力测功机;APA系列直流大功率电力测功机等多种类型的发动机测试系统。AVL公司还在测功机的基础上,研发了各种测试模块,可以用结构化的方式组合搭配符合需求的发动机测试台架。其研究范围广泛,涵盖了从发动机的进气模拟到排气模拟;从静态曲线测试到动态模拟;可以涵盖发动机测试;从静态曲线测试到动态模拟;可以涵盖发动机测试的所有项目。
国内的一些高等院校和科研单位也对发动机测试系统做了大量的研究工作,其中较为出色的有天津大学 ,清华大学等。天津大学的胡军、张惠明等,在LABVIEW虚拟技术的基础上,开发出了由计算机控制的的发动机台架数据采集和处理系统【4】;在动态仿真方面,清华大学的左承基,欧阳明等也取得了不错的成果【5】。
1.3 研究意义
随着时代的发展,航空航天事业对人们的生活影响越来越大,飞机等交通工具也越来多的被人们使用。所以人们对喷气发动机的性能要求也越来越高,现在不仅仅是要求喷气发动机有更大的功率、更好的稳定性,而且要有良好的经济适用性,废气排放量也要更低。高性能的测控系统对研究新的喷气发动机或改进现有的喷气发动机以及发现喷气发动机可能存在的问题等都具有十分重要的作用。对于航空人员的安全保障也有一定的推动作用。
现在,随着计算机技术的飞速发展,世界上的喷气发动机测试控制系统正朝着智能化、网络化、自动化等方向发展,并且形成了专业化的特点。因此,对喷气发动机测控系统进行研究具有十分重要的意义,这不仅顺应了时代的潮流,还能促进国内喷气发动机行业的发展。
2 总体设计
2.1 设计目标
本设计名为喷气发动机测控系统,本设计是以STC单片机为核心,利用软件来控制硬件,再通过机械结构的配合,设计出一个能够检测出喷气发动机推力大小以及通过控制进油料大小来控制推力大小的测控系统,
本设计需要完成的任务如下:
喷气发动机开始运作后会产生一个向后的推力来推动自己向前运用,我们可以通过压力传感器来测试出推力大小。单片机接收到传感器传送出的模拟量后转换成数字量通过液晶显示屏显示输出。
1个8位油料控制开关,通过拨动8位拨码开关,有256个级别的油料输出,通过控制油料输出来控制喷气发动机的推力输出。
2.2 整体结构
喷气发动机测控系统整体系统结构如图2.1所示,由电源部分、推力传感器、显示屏、拨码开关以及单片机构成。整体系统的工作流程为推力传感器将检测到的
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