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RTOS在涡喷发动机控制系统中的应用.doc


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RTOS 在涡喷发动机控制系统中的应用郑玉全陈杰沈为群宋子善(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京 100083 ) 摘要: 本文介绍了 MicroStar RTOS 在微型涡轮喷气发动机控制系统中的应用。微型涡轮喷气发动机控制系统是一个典型的处理事务较为复杂、对实时性和可靠性有较严格要求的嵌入式系统,采用 RTOS 可大大提高开发效率。关键字: MicroStar RTOS 、微型涡轮喷发动机中图分类号: TP2 文献标识码: B A digital controller with RTOS for turbine jet engine A uthor: ZHENG Yu-quan, Chen Jie, SHEN Wei-qun, SONG Zi-shan ABSTRACT : Introduce the application of MicroStar RTOS for micro jet engine control unit (ECU). ECU isa typical embedded system with many events to process and high reliability and real time requirement. With the RTOS platform, software has been developed efficiently . key words : MicroStar RTOS 、 micro turbine jet engine 1引言近年来,微型涡轮喷气发动机(以下涡喷发动机)在无人机和航模上有着越来越多的运用。与活塞发动机相比,它能提供更大的推力,可大大提高小型飞行器的飞行速度。针对国内某单位研制的微型涡喷发动机,我们设计了以美国 Cygnal 公司的高速 SOC 型 C8051F021 单片机为核心, 集传感器、伺服机构、人机接口为一体控制系统。控制系统的整体结构如图 1 所示。控制器接收遥控接收机(或主控计算机)发出的 PCM (Pulse Coding Modulation ,脉冲编码调制) 形式的推力和起停指令, 驱动油泵、油阀、点火器等伺服机构, 实时的测量发动机的温度和转速, 完成自动点火、加速、减速、转速稳定、超温超速保护等控制功能。通过 I 2C 总线控制状态指示灯的亮灭和闪亮节奏,以显示发动机的工作状态。为便于调试、测试发动机的性能,发动机状态参数通过 RS232 实时发送到监控计算机。通过 I 2C 总线与手持终端相连,可现场设定参数和观察到状态参数。如上所述,控制器所需处理的事务较为繁多,事务间耦合较为紧密,对可靠性和实时性也有一定的要求,故软件设计中采用了嵌入式实时操作系统内核 MicroStar RTOS 。 2 MicroStar RTOS 在 51 上的移植 MicroStar RTOS 是针对中低档单片机而设计的可裁剪、移植性强的嵌入式实时操作系统内核。它同时支持按时间片轮转、按优先级抢占、二者结合共三种调度策略,具有完善的任务管理功能, 提供定时、延时服务,支持消息、信号(signal) 通讯机制,支持临界代码段保护,提供二进制、计数型信号量(semaphore) 同步对象等,支持 Bottom-half 中断管理机制。因为 51 单片机

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