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飞机控制设备与仪表专业毕业论文9飞机控制设备与仪表专业毕业论摘要:飞行过程中各种扰动气流容易导致飞机薄壁结构发生振动疲劳破坏,严重影响飞机的安全性和出勤率。针对受扰动气流作用下飞机结构的振动安全监测对仪器提出的微型化要求,基于ST32F103芯片设计了微型振动测试系统及配套软。测试系统样机体积小,重量约160g,由内置加速度传感器触发采集,3个应变通道的采样率可达10/s,以高速SD卡为存储器实现数据的便携取用,不依赖飞机电系统而用安全性高的锂聚合物电池供电。采用LabVIE编写的数据分析处理软包含时域分析、频域分析及时频联合分析等功能。通过悬臂梁固有频率及自由衰减振动实验对测试系统进行功能验证测试,结果表明系统可满足对结构振动信号的采集和分析。第一绪论11引言在航天航空中飞机发动机是飞机的重要组成部分,其发动机的稳定性直接影响到飞机的飞行安全。据统计,发动机的故障问题中,有90%以上是由振动导致或和振动有关。工厂负责某型航空发动机的维修任务。维修后的发动机进行的最后一道工序是进入试车台“试车”(即在发动机运行状态下对其各种参数进行检验),在“试车”过程中,大量的发动机参数将被测量与记录,最终根据这些数据判断发动机合格与否,合格的将被交付使用,否则将进行进一步的维修。在这些测量项目中,有一个非常重要的项目是振动量的测量。所以准确掌握飞机发动机的振动状态可以有效的分析发动机的工作情况,同时也是发动机性能评定的一个重要方面。近年,我国逐渐从航空发动机的仿制道路转向独立自主研发,由于结构和气动方面的要求,航空发动机的振动问题日益引起人们的关注。因此,在发动机的研制过程中,分析和实测发动机的振动,采取措施排除故障,提高发动机的持久性和可靠性以及保证飞机安全具有重要的意义。12航空发动机振动测量仪的研究现状与展望航空发动机是一个高速旋转的机械,其可靠性直接影响到发动机的利用率、经济效益以及飞机的飞行安全,由于其工作在高温、高压、高应力及交变载荷的恶劣条下,故障率通常较高。航空发动机故障检测和诊断是保证发动机安全工作,延长发动机使用寿命的一个重要的技术措施,对于增强飞机适航性、降低飞机维修费用和减少飞行事故都具有十分重要的意义。所以飞机发动机的振动问题已成为世界各航空公司以及研究所所关心的主要问题。我国在上世纪八十年代,从英国引进的飞机发动机振动测量仪UT1130,由于其全部为分立的硬组成,且其频响带很不稳定,在其频响带内增益并不能严格的为某一固定值,这给测量结果带了必然的误差,其技术也已经落后,随着科学技术的发展,自主研制出新的、精确度高的振动仪成为各航空公司、研究所及大学纷纷研究的方向,如某航空公司的“基于LSTestlab的航空发动机整机振动测量与分析”,选用旋转机械试验系统LSTestlab进行整机振动测量与分析,通过测量转子—支承系统以及机匣等其它产生高频振动和应力的构的固有频率、转子临界转速、振型、刚度、阻尼等模态参数和物理参数。测量压气机、涡轮、附传动机匣外部结构上的振动位移、速度、加速度总量;再在轴承的适当位置测量轴承载荷及转子振动加速度、速度、位移值,以及频率、相位、外传力等参数。利用FFT快速傅氏变换得到发动机临界转速、振动频谱与转速的关系等特征,从而反映发动机的振动情况,这种方法涵盖了结构试验、旋转机械、声学试验分析,需要测试大量的物理数据工作量非常大,而且某一部份的数据出现错误都可能导致最终测量的准确性。西北工业大学的邹华、廖明夫同学2006年在Labinds/VI虚拟仪器平台上研制航空发动机振动台振动测试实验系统。其振动测试实验系统主要完成正弦振动、随机振动、冲击测量三大振动实验。南京航空航天大学自动化学院学生徐军、赵敏等在“一种基于AR处理器的航空发动机振动测量仪的设计”一中运用以AR为核心处理器,IP型加速度传感器为振动传感器。由安装在航空发动机上的交流测速发电机提供的发动机转速信号。实时地对日标齿轮的振动量进行测量与显示。徐军又在其硕士论“基于AR处理器Linux开发平台的发动机振动测量仪的研究与实现”一中,采用嵌入式系统构成发动机的振动测量系统。对于飞机发动机振动测量仪的研制可以从多方面考虑,本题介绍的振动测量仪的研制基于单片机9S12XS128,采用有效值电路测速度与频压转换电路测频实现振动位移的带通测量,16位AD转换芯片ADS7809进行AD转换送入单片机处理后通过LED进行显示。并在软上针对传感器的频率响应对测量结果进行补偿,将部分软功能硬化,降低了单片机开销,减小了计算误差,保证了仪器的精度。对于硬电路无法实现的稳定频响带和理想的高低截止频率采用软进行处理从而使振动测量仪具有精度高,抗干扰能力强,稳定性好结构简单,易于操作等特点。随着智能化仪器仪表的快速发展,在工业控制和消费电子领域,越越多应用