某型直升机风挡雨刷装置控制系统的研究与设计
发布时间：2021-06-22 04:09
飞机风挡除雨系统对于保障飞机的飞行安全具有重要意义,目前大多数飞机除雨系统多数以风挡雨刷方式为主。本文以提高风挡雨刷装置的可靠性为设计目标,结合自身的工作实习经历,以某型直升机风挡雨刷装置为研究对象,开展了对该型风挡雨刷装置控制系统的研究与设计,论文主要内容有:首先,风挡雨刷装置控制系统的方案设计。先对整个风挡雨刷装置系统进行简单介绍,然后提出三种电机方案,通过对比确定以无刷直流电机作为该型直升机风挡雨刷装置的驱动部件。再依此设计了两种可行性控制电路方案,选择了可靠性更高的硬件电路方案。最终确定MC33035作为电机驱动器而MC33039作为速度调节器以完善方案设计,为后续该型风挡雨刷装置控制系统的硬件设计作铺垫。其次,风挡雨刷装置控制系统的硬件设计。先对风挡雨刷装置的相关结构组件进行理论分析以确定无刷直流电机参数。然后基于Altium Designer平台进行风挡雨刷装置控制系统的硬件设计,针对设计的硬件电路进行模块化分析,论述各电路模块的功能以及可行性,电路模块分为:指令模块、电源模块、速度闭环模块、电机驱动模块以及保护模块等。再者,进行PCB设计以及硬件测试,根据测试结果优化电气...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１某型直升机风挡雨刷装置结构示意图??该型直升机风挡装置结构示意图如图２－１所示，图中ａ是减速器组件，ｂ是软轴??组件，ｃ是电机组件，ｄ是刷片组件，ｅ是刷臂组件，故该型风挡雨刷装置系统是由两??
、中、小桥??臂以及压条和刷片组成，通过主刷臂传递过来的压紧力压在大桥臂上，大桥臂两端将??压紧力传递到中桥臂上，中桥臂两端将压紧力传递到小桥臂上，小桥臂的两端压在刷??片压条上，通过压条将压紧力加在刷片胶条上，保证了长度为７２０ｍｍ刷片的压紧力??均匀的分布在刷片上，其压紧力要求达到２０－２３Ｎ。??整个风挡雨刷装置分别安装于直升机的舱内和舱外，刷片和刷臂组件靠自身压紧??力贴至舱外的风挡玻璃表面安装，而减速器、软轴和电机组件则安装至舱内，舱外与??舱内风挡雨刷装置的安装示意图如图２－２和图２－３所示。??—：．．．．．．．?－Ｉ??一」＿??〇〇??图２－２舱外雨刷装置结构示意图??７??
第二章风挡雨刷装置控制系统的方案设计?某型直升机风挡雨刷装置控制系统的研宄与设计??〇ｆ．：?＼??图２－３舱内雨刷装置结构示意图??２．３方案选择??本文针对目前直升机风挡雨刷装置常用的几种类型的电机，列举了三种可行性电??机方案，分别对其进行评估分析，选择出适合该型风挡雨刷装置的电机作为驱动部件。??接着结合选择的电机方案以及风挡雨刷装置功能要求，本文又列举了两种控制电路方??案并从中选择出可靠性最佳方案。??２．３．１电机方案选择??航空风挡雨刷装置的驱动电机多以交流异步电机、有刷直流电机以及永磁无刷直??流电机（以下简称无刷直流电机）为主。??Ａ．交流异步电机??交流异步电机亦称感应电机，其原理是通过定子的旋转磁场产生感应电流，形成??电磁转矩，促使转子转动，其转动速度小于同步转速即存在转差率，这成了异步电机??工作的必要条件。交流异步电机因其过载能力大、价格低廉以及结构较为简单而被广??泛的使用，但由于其功率因数较低，无功功率偏大，极大的降低了效率，增大了损耗，??故发热量偏高。此外，因其体积重量大，限制了风挡雨刷装置其他部件的设计，并且??电源输入电压为２８ＶＤＣ，故不采用该类电机方案。??Ｂ．有刷直流电机??如图２－４所示，有刷直流电机主要靠电刷的换向使通电后的电枢绕组产生的磁场??与由磁钢产生的磁场保持相互垂直进而产生最大转矩，促使电机工作『１６］，故省去了微??控制器，只需加载直流电压即可控制，在传统的风挡雨刷装置应用的比较多。但由于??电刷的存在，电机运转时会与换向器产生电弧，致使大量的电噪声产生，又因不断的??摩擦造成严重的热量，从而也限制了电机的转速，效率偏低。此外，电机长期运行使??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁兼容的分析与设计[J]. 孟令志,王彦,李海峰. 机电元件. 2019(05)
[2]提升风洞测力数据采集系统电磁兼容能力初步研究[J]. 阎成,邓晓曼,贾霜,陈海峰,马列波. 计算机测量与控制. 2019(09)
[3]AP1000核电厂电动阀电磁兼容性测试[J]. 陈云龙,徐芬. 发电设备. 2019(05)
[4]基于MC33035+MC33039的直流无刷电机速度闭环控制系统设计[J]. 应弋翔,何嘉冰,李沈崇,史亦飞,许宇翔. 科技创新与应用. 2019(24)
[5]直升机基本可靠性预计方法应用[J]. 周健,郝宗敏. 价值工程. 2018(29)
[6]直升机综合显示系统电磁兼容设计[J]. 冯子龙. 科技与企业. 2015(13)
[7]电磁屏蔽材料的研究进展[J]. 刘琳,张东. 功能材料. 2015(03)
[8]通信电台电磁辐射效应机理[J]. 魏光辉,耿利飞,潘晓东. 高电压技术. 2014(09)
[9]智能终端MTBF稳定性测试方法与应用[J]. 赵强. 现代电信科技. 2014(04)
[10]卫星导航电磁干扰识别分类器设计[J]. 范广伟,蔚保国,晁磊,邓志鑫. 系统工程与电子技术. 2014(02)
博士论文
[1]机载光电侦察平台环境适应性研究[D]. 李永刚.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
硕士论文
[1]机载通信系统的可靠性设计及实现[D]. 朱文艺.北京邮电大学 2017
[2]航空风挡雨刷装置电机设计及控制研究[D]. 尹劲松.西京学院 2017
[3]永磁无刷直流电机高精度转速控制系统的开发[D]. 盖涛.山东大学 2016
[4]基于Linux抄表集中器硬件设计与实现[D]. 吴辉.华北电力大学 2014
[5]基于神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制[D]. 王磊.东北大学 2013
[6]航空发动机起动电机仿真与故障诊断研究[D]. 毛浩菲.沈阳航空航天大学 2012
[7]直升机载雷达结构设计关键技术分析与研究[D]. 贲少愚.南京理工大学 2011
[8]三自由度直升机模型模糊变结构控制器设计[D]. 唐光辉.华东理工大学 2011
[9]基于DSP的无刷直流电机的控制研究[D]. 刘兴艳.河南理工大学 2010
[10]基于无刷直流电机的风力机模拟系统研究[D]. 李吉晨.南京航空航天大学 2010
本文编号：3242087
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１某型直升机风挡雨刷装置结构示意图??该型直升机风挡装置结构示意图如图２－１所示，图中ａ是减速器组件，ｂ是软轴??组件，ｃ是电机组件，ｄ是刷片组件，ｅ是刷臂组件，故该型风挡雨刷装置系统是由两??
、中、小桥??臂以及压条和刷片组成，通过主刷臂传递过来的压紧力压在大桥臂上，大桥臂两端将??压紧力传递到中桥臂上，中桥臂两端将压紧力传递到小桥臂上，小桥臂的两端压在刷??片压条上，通过压条将压紧力加在刷片胶条上，保证了长度为７２０ｍｍ刷片的压紧力??均匀的分布在刷片上，其压紧力要求达到２０－２３Ｎ。??整个风挡雨刷装置分别安装于直升机的舱内和舱外，刷片和刷臂组件靠自身压紧??力贴至舱外的风挡玻璃表面安装，而减速器、软轴和电机组件则安装至舱内，舱外与??舱内风挡雨刷装置的安装示意图如图２－２和图２－３所示。??—：．．．．．．．?－Ｉ??一」＿??〇〇??图２－２舱外雨刷装置结构示意图??７??
第二章风挡雨刷装置控制系统的方案设计?某型直升机风挡雨刷装置控制系统的研宄与设计??〇ｆ．：?＼??图２－３舱内雨刷装置结构示意图??２．３方案选择??本文针对目前直升机风挡雨刷装置常用的几种类型的电机，列举了三种可行性电??机方案，分别对其进行评估分析，选择出适合该型风挡雨刷装置的电机作为驱动部件。??接着结合选择的电机方案以及风挡雨刷装置功能要求，本文又列举了两种控制电路方??案并从中选择出可靠性最佳方案。??２．３．１电机方案选择??航空风挡雨刷装置的驱动电机多以交流异步电机、有刷直流电机以及永磁无刷直??流电机（以下简称无刷直流电机）为主。??Ａ．交流异步电机??交流异步电机亦称感应电机，其原理是通过定子的旋转磁场产生感应电流，形成??电磁转矩，促使转子转动，其转动速度小于同步转速即存在转差率，这成了异步电机??工作的必要条件。交流异步电机因其过载能力大、价格低廉以及结构较为简单而被广??泛的使用，但由于其功率因数较低，无功功率偏大，极大的降低了效率，增大了损耗，??故发热量偏高。此外，因其体积重量大，限制了风挡雨刷装置其他部件的设计，并且??电源输入电压为２８ＶＤＣ，故不采用该类电机方案。??Ｂ．有刷直流电机??如图２－４所示，有刷直流电机主要靠电刷的换向使通电后的电枢绕组产生的磁场??与由磁钢产生的磁场保持相互垂直进而产生最大转矩，促使电机工作『１６］，故省去了微??控制器，只需加载直流电压即可控制，在传统的风挡雨刷装置应用的比较多。但由于??电刷的存在，电机运转时会与换向器产生电弧，致使大量的电噪声产生，又因不断的??摩擦造成严重的热量，从而也限制了电机的转速，效率偏低。此外，电机长期运行使??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁兼容的分析与设计[J]. 孟令志,王彦,李海峰. 机电元件. 2019(05)
[2]提升风洞测力数据采集系统电磁兼容能力初步研究[J]. 阎成,邓晓曼,贾霜,陈海峰,马列波. 计算机测量与控制. 2019(09)
[3]AP1000核电厂电动阀电磁兼容性测试[J]. 陈云龙,徐芬. 发电设备. 2019(05)
[4]基于MC33035+MC33039的直流无刷电机速度闭环控制系统设计[J]. 应弋翔,何嘉冰,李沈崇,史亦飞,许宇翔. 科技创新与应用. 2019(24)
[5]直升机基本可靠性预计方法应用[J]. 周健,郝宗敏. 价值工程. 2018(29)
[6]直升机综合显示系统电磁兼容设计[J]. 冯子龙. 科技与企业. 2015(13)
[7]电磁屏蔽材料的研究进展[J]. 刘琳,张东. 功能材料. 2015(03)
[8]通信电台电磁辐射效应机理[J]. 魏光辉,耿利飞,潘晓东. 高电压技术. 2014(09)
[9]智能终端MTBF稳定性测试方法与应用[J]. 赵强. 现代电信科技. 2014(04)
[10]卫星导航电磁干扰识别分类器设计[J]. 范广伟,蔚保国,晁磊,邓志鑫. 系统工程与电子技术. 2014(02)
博士论文
[1]机载光电侦察平台环境适应性研究[D]. 李永刚.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
硕士论文
[1]机载通信系统的可靠性设计及实现[D]. 朱文艺.北京邮电大学 2017
[2]航空风挡雨刷装置电机设计及控制研究[D]. 尹劲松.西京学院 2017
[3]永磁无刷直流电机高精度转速控制系统的开发[D]. 盖涛.山东大学 2016
[4]基于Linux抄表集中器硬件设计与实现[D]. 吴辉.华北电力大学 2014
[5]基于神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制[D]. 王磊.东北大学 2013
[6]航空发动机起动电机仿真与故障诊断研究[D]. 毛浩菲.沈阳航空航天大学 2012
[7]直升机载雷达结构设计关键技术分析与研究[D]. 贲少愚.南京理工大学 2011
[8]三自由度直升机模型模糊变结构控制器设计[D]. 唐光辉.华东理工大学 2011
[9]基于DSP的无刷直流电机的控制研究[D]. 刘兴艳.河南理工大学 2010
[10]基于无刷直流电机的风力机模拟系统研究[D]. 李吉晨.南京航空航天大学 2010
本文编号：3242087
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