航空活塞发动机测控系统的设计研究

【类型】学位论文

【作者】李亚南 

【关键词】 航空活塞发动机 测控系统 虚拟仪器技术 矢量控制 故障树

【摘要】航空活塞发动机是许多小型飞行器的心脏，由于该类型的发动机工作条件比较恶劣而且其结构较一般发动机复杂，因此它的故障是造成飞行事故的主要因素；若航空活塞发动机没有经过有效的测试，直接安装在飞行器上，这样势必会造成较大的飞行风险。除此测控系统也是发动机性能优化、参数调校、故障诊断必不可少的条件，航空发动机测控技术水平的高低是衡量一个国家航空工业发展程度高低的一个重要标志。我国在发动机测控领域起点较低，起步相对较晚，理论研究成果不少，但应用于工程实践的测控系统较发达国家仍有很大差距，这制约着航空发动机的发展，不能适应航空工业发展的要求。本文设计研发了一套基于虚拟仪器技术、矢量控制技术以及故障树理论的发动机测控CAT系统。 本文首先简要分析了航空发动机测控系统研究的重要意义及国内外研究现状；然后简要叙述了虚拟技术及Lab VI EW；接下来对发动机测控系统进行设计，并将发动机测控系统分为三大部分：软件系统、硬件系统、故障诊断系统，其中硬件系统主要由数据采集模块和操纵控制模块构成；软件系统由LabVIEW编写，可以实时记录数据并可以对记录数据进行分析，自动生成用户所需的报表打印输出；文章后部重点研究了故障树理论和交流伺服电机矢量控制技术，而且建立了操控系统数学模型并利用故障树理论建立了航空活塞发动机基本故障图；最后我们在湖北荆门的中国特种飞行器研究所，利用一对Lycoming公司生产的TIO-540-A2C六缸航空活塞发动机对本文设计的测控系统的数据采集系统和操纵控制系统进行了试验验证；经过近一年的工程试验，试验结果表明，测控系统完全满足中国特种飞行器研究所所签定的《发动机操纵控制及试验台数据采集系统》技术要求中关于发动机试验台架数据采集系统的需求，达到了预订的设计目标。 本课题研究开发的航空活塞发动机测控系统设计合理，可靠性高，具有较好的的扩展性和较高的性价比。利用LabVIEW软件开发的计算机辅助测控系统具有友好的交互界面，简明的操作，高精度数据处理，在很大程度上改善了测控系统的工作效率。测试结果表明该测控系统达到了预期的目标，并具有良好的通用性、扩展性和实用价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】江苏科技大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】鄢华林

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