航空发动机控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种航空发动机控制器，其包括控制板卡和电源板卡，两者利用PC104插针及PC104插孔堆叠在一起安装于仪表盒内，随后通过上部封板和前部封板实现机械密封和电气隔离，可通过集成于所述电源板卡的数控单元控制舵机控制器、点火针及燃油泵等设备，集成于所述控制板卡的主控单元将配置指令转化为符合TTL电平要求的串行指令，控制模拟输出接口，从而达到控制发动机的三路油门开度的目的，利用同样集成于所述控制板卡上的热电阻单元、K偶单元、mV单元、mA单元、PWM单元及模拟输入接口采集发动机相关的温度、压力及流量参数。本实用新集发动机的控制及监测于一体，能够同时监控多组数据。
【专利说明】
航空发动机控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种航空发动机控制器，尤其涉及一种活塞式航空发动机控制器。
【背景技术】
[0002]活塞式航空发动机广泛应用于小型旋翼机中，近来随着无人机的飞速发展，活塞式航空发动机也越来越多的装备在无人机中，这使得以往以仪表进行控制的控制方式越来越不适应新的情况，活塞式航空发动机包含电气和油路两部分，现有的控制器也相应的分为电气控制器和油路控制器两部分，这增加了控制系统结构的复杂度，为了保证活塞式航空发动机的飞行安全，需要实时监测发动机的温度、压力及流量等参数，这需要额外的配置发动机监测单元，进行相应传感器及状态监控器的数据采集及转发，综上所述，现有的航空发动机控制系统的解决方式，以分布式单组件为主要组成方案，该方案具有复杂度高、外围辅件数量多及测控单元分离的不足。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种航空发动机控制器，该控制器实现了发动机的点火及供电控制，并且通过对燃油栗的控制实现了油路控制，此外，借助传感器转换电路实现了发动机的状态监测，利用RS232串口实现了发动机辅助设备的状态监测，真正实现了电气及油路一体化和控制及监测一体化的设计方案。
[0004]本实用新型的航空发动机控制器通过螺栓固定于发动机本体上，通过上传及供电接口，获取上位机指令及供电电源，其包括控制板卡和电源板卡，两者利用PC104插针及PC104插孔堆叠在一起安装于仪表盒内，随后通过上部封板和前部封板实现机械密封和电气隔离，开启后，根据上位机指令的不同可工作于不同模式下，接到发动机启动、停止或急停指令，可通过集成于所述电源板卡的数控单元控制舵机控制器、点火针及燃油栗设备，在设备运行中，集成于所述控制板卡的主控单元将配置指令转化为符合TTL电平要求的串行指令，控制模拟输出接口，从而达到控制发动机的三路油门开度的目的，利用同样集成于所述控制板卡上的热电阻单元、K偶单元、mV单元、mA单元、PffM单元及模拟输入接口采集发动机相关的温度、压力及流量参数，利用设备接口和RS232通信协议，实现发动机辅助设备的状态采集和转发。
[0005]优选所述电源板卡上还集成有:数电单元，用于将外部电源转化为数字芯片所需的电源;模电单元，用于将外部电源转化为模拟电路所需的电源。
[0006]本实用新型的有益效果是:
[0007]1.集发动机的电气控制及油路控制于一体，专设有数据单元进行相应发动机辅助设备的供电及工作状态的控制。
[0008]2.集发动机的控制及监测于一体，通过数据单元及模拟输出接口进行发动机的控制，通过传感器转换电路实现发动机相关的温度、压力及流量参数的采集，并利用设备接口实现发动机辅助设备的状态采集和转发。
[0009]3.采集速度可达1kHz，并具有实时保存功能，利用改进型牛顿迭代法和十级多项式解算，实现了热电阻温度精度为± 0.2 °C，K偶温度为土 1°C。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构图。
[0011]图2是控制板卡结构图。
[0012]图3是电源板卡结构图。
[0013]符号说明
[0014]1.上部封板，2.仅表盒，3.控制板卡，4.电源板卡，5.^iJ部封板，6.主控单兀，7.电源单元，8.上传及供电接口，9.设备接口，10.模拟输出接口，11.热电阻单元，12.K偶单元，13.模拟输入接口，14.PffM单元，15.mA单元，16.mV单元，17.数存单元，18.PC104插针，19.数电单元，20.模电单元，21.数控单元，22.PC104插孔
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本实用新型进一步详细说明。
[0016]本实用新型包括上部封板1、仪表盒2、控制板卡3、电源板卡4、前部封板5、主控单元6、电源单元7、上传及供电接口 8、设备接口 9、模拟输出接口 10、热电阻单元11、K偶单元12、模拟输入接口 13、PWM单元14、mA单元15、mV单元16、数存单元17、PC104插针18、数电单元19、模电单元20、数控单元21、PC104插孔22。
[0017]在图1中，控制板卡3与电源板卡4通过PC104插针及PC104插孔堆叠在一起，并通过螺栓固定于仪表盒内，随后通过上部封板I和前部封板5进行机械密封和电气隔离。
[0018]在图2中，主控单元6进行控制指令解析及采集数据的处理和后处理，通过热电阻单元11、K偶单元12，模拟输入接口 13、PWM单元14、mA单元15及mV单元16进行传感器数据的采集，通过设备接口 9采集发动机辅助设备的状态信息，随后将数据保存于数存单元17中。
[0019]在图3中，数电单元19将外部电源转化为数字芯片所需的电源，模电单元20将外部电源转化为模拟电路所需的电源，通过堆叠接插孔22接收控制板卡3的控制信号，并通过数控单元21控制发动机辅助设备。
[0020]在采集和保存方面，可以实现IkHz的采集速度，并利用数存单元进行数据的实时保存，采用改进型的牛顿迭代法实现了热电阻温度的一元四次方程解算，并结合硬件及软件滤波，将热电阻的采集精度提高到±0.2°C，采用十级多项式实现K偶温度的线性拟合，相较于传统的查表法，将K偶的采集精度提高到了 ± 1°C。
【主权项】
1.一种航空发动机控制器，其特征在于:其通过螺栓固定于发动机本体上，通过上传及供电接口，获取上位机指令及供电电源，其包括控制板卡和电源板卡，两者利用PC104插针及PC104插孔堆叠在一起安装于仪表盒内，随后通过上部封板和前部封板实现机械密封和电气隔离，开启后，根据上位机指令的不同可工作于不同模式下，接到发动机启动、停止或急停指令，可通过集成于所述电源板卡的数控单元控制舵机控制器、点火针及燃油栗设备，在设备运行中，集成于所述控制板卡的主控单元将配置指令转化为符合TTL电平要求的串行指令，控制模拟输出接口，从而达到控制发动机的三路油门开度的目的，利用同样集成于所述控制板卡上的热电阻单元、K偶单元、mV单元、mA单元、PWM单元及模拟输入接口采集发动机相关的温度、压力及流量参数，利用设备接口和RS232通信协议，实现发动机辅助设备的状态采集和转发。2.根据权利要求1所述的航空发动机控制器，其特征在于:所述电源板卡上还集成有:数电单元，用于将外部电源转化为数字芯片所需的电源;和模电单元，用于将外部电源转化为模拟电路所需的电源。
【文档编号】G05B19/042GK205450644SQ201521089431
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月23日
【发明人】沙群, 嵇治刚, 张新革, 丛晖, 梁凤麒, 牛志朝
【申请人】中国航天空气动力技术研究院