电子控制器及无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种电子控制器，用于对涡桨发动机实现电子化控制，包括电源板组件、CPU板组件和IO板组件；电源板组件用于对输入电源进行转换；IO板组件分别与发动机的传感器和执行机构连接，IO板组件用于将传感器输入的信号调理成CPU板组件所能采集的信号，以及基于CPU板组件输出的控制信号驱动发动机的执行机构；CPU板组件，用于进行信号采集、信号分析处理和信号控制；电源板组件分别与CPU板组件和IO板组件连接，IO板组件与CPU板组件连接。本发明专利技术的电子控制器，将液压机械式控制系统改为数字式电子控制，可以减小和降低控制系统的尺寸和重量，提高发动机的控制精度，确保了发动机具有良好的稳态和瞬态性能，保证发动机可以稳定可靠地工作。

Electronic Controller and UAV

The invention discloses an electronic controller for realizing electronic control of turboprop engine, including power board components, CPU board components and IO board components; power board components are used for converting input power sources; IO board components are respectively connected with engine sensors and actuators; IO board components are used to modulate the input signals of sensors into signals that CPU board components can collect. CPU board components are used for signal acquisition, signal analysis and processing, and signal control. Power board components are connected with CPU board components and IO board components respectively, and IO board components are connected with CPU board components. The electronic controller of the present invention changes the hydraulic mechanical control system to digital electronic control, which can reduce and reduce the size and weight of the control system, improve the control accuracy of the engine, ensure that the engine has good steady and transient performance, and ensure that the engine can work steadily and reliably.

【技术实现步骤摘要】
电子控制器及无人机
本专利技术涉及涡桨发动机控制
，特别地，涉及一种电子控制器。此外，本专利技术还涉及一种包括上述电子控制器的无人机。
技术介绍
某型涡桨发动机广泛应用于无人机，该发动机目前采用液压机械式控制系统，主要包括发动机燃油调节器FMU和螺旋桨桨距调节器PCU两部分。液压机械式控制系统普遍存在尺寸重量大、控制方式粗放简单，控制精度不高，驾驶员的工作负荷大，维修性差等问题。因此，亟需研制一款数字式电子控制器(以下简称电子控制器)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电子控制器及无人机，以解决现有的发动机采用液压机械式控制系统存在的控制精度低的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种电子控制器，用于对涡桨发动机实现电子化控制，包括电源板组件、CPU板组件和IO板组件；电源板组件用于对输入电源进行转换；IO板组件分别与发动机的传感器和执行机构连接，IO板组件用于将传感器输入的信号调理成CPU板组件所能采集的信号，以及基于CPU板组件输出的控制信号驱动发动机的执行机构；CPU板组件，用于进行信号采集、信号分析处理和信号控制；电源板组件分别与CPU板组件和IO板组件连接，IO板组件与CPU板组件连接。进一步地，IO板组件上集成设置有转速信号调理电路，用于将Ng转速传感器和/或Ns转速传感器输入的正弦信号调理成CPU板组件所能采集的信号。进一步地，转速信号调理电路包括依次连接的分压模块、限幅模块、滤波模块、信号转换模块以及光耦隔离模块；分压模块用于对Ng转速传感器和/或Ns转速传感器输入的电压信号进行分压；限幅模块用于按照设定的幅度范围对Ng传感器和/或Ns传感器输入的正弦波信号的波幅进行削平；滤波模块用于对Ng传感器和/或Ns传感器输入的信号进行滤波处理；信号转换模块用于将Ng传感器和/或Ns传感器输入的正弦波信号转换为方波信号；光耦隔离模块用于隔离输入信号和输出信号。进一步地，IO板组件上还集成设置有热电阻温度信号调理电路，用于将滑油温度传感器输入的信号调理成CPU板组件所能采集的信号。进一步地，热电阻温度信号调理电路包括相连的激励信号电路和信号放大电路；激励信号电路用于给滑油温度传感器提供激励信号；信号放大电路用于对激励信号电路输出的信号进行放大处理并传输至CPU板组件。进一步地，IO板组件上还集成设置有热电偶温度信号调理电路，用于将热电偶输入的信号调理为CPU板组件所能采集的信号。进一步地，CPU板组件上集成设置有相连的单片机和RS422串口扩展电路，单片机仅设置一个RS232通讯接口；RS422串口扩展电路用于对单片机的通讯接口进行扩展，并将RS232通讯接口转换为RS422通讯接口。进一步地，RS422串口扩展电路包括双路通用异步收发报机电路和RS422转换芯片；双路通用异步收发报机电路用于扩展两路RS232串行接口；RS422转换芯片用于将单片机自带的一路RS232通讯接口和双路通用异步收发报机电路扩展的两路RS232串行接口分别转换为RS422串行接口。进一步地，双路通用异步收发报机电路包括通用异步收发器U24、或门U25、电容C91、电容C92、电容C93、晶体振荡器G1，通用异步收发器U24的型号为TL16C2552FN，或门U25的型号为CD74HC4075M；通用异步收发器U24的13号引脚与电容C92的第二端连接，电容C92的第一端接地，电容C91的第一端接地，电容C91的第二端与通用异步收发器U24的11号引脚连接，晶体振荡器G1的第一端与电容C91的第二端连接，晶体振荡器G1的第一端与电容C92的第二端连接；通用异步收发器U24的33号引脚、42号引脚、43号引脚和41号引脚与电源板组件(11)连接，电容C93的第一端接地，电容C93的第二端与通用异步收发器U24的33号引脚连接；通用异步收发器U24的2～16号引脚均与单片机连接，通用异步收发器U24的34号引脚与或门U25的8号引脚连接，通用异步收发器U24的17号引脚与或门U25的2号引脚连接，或门U25的1号引脚接地，或门U25的9号引脚与单片机连接，通用异步收发器U24的17号引脚和34号引脚与单片机连接；通用异步收发器U24的38号引脚和39号引脚作为一路RS232通讯接口的输出脚位，25号引脚和26号引脚作为另一路RS232通讯接口的输出脚位，通用异步收发器U24的38号引脚、39号引脚、25号引脚和26号引脚均与RS422转换芯片连接，单片机上的RS232通讯接口与RS422转换芯片连接。本专利技术还提供一种无人机，包括如上的电子控制器。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的电子控制器，将液压机械式控制系统改为数字式电子控制，可以减小和降低控制系统的尺寸和重量，提高发动机的控制精度，降低驾驶员的工作负荷，有效的避免因人为误操作引起的发动机故障，可以实现对发动机的起动、稳态、加减速、停车过程全面的自动控制，确保了发动机具有良好的稳态和瞬态性能，保证发动机可以稳定可靠地工作。本专利技术的无人机同样具有上述优点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的电子控制器的机械结构示意图。图2是本专利技术优选实施例的电子控制器的转速调理电路的示意图。图3是本专利技术优选实施例的电子控制器的激励信号电路的示意图。图4是本专利技术优选实施例的电子控制器的信号放大电路的示意图。图5是本专利技术优选实施例的电子控制器的热电偶温度信号调理电路的示意图。图6是本专利技术优选实施例的电子控制器的第一压力信号调理电路的示意图。图7是本专利技术优选实施例的电子控制器的第二压力信号调理电路的示意图。图8是本专利技术优选实施例的电子控制器的内部温度采集电路的示意图。图9是本专利技术优选实施例的电子控制器的内部大气压力采集电路的示意图。图10是本专利技术优选实施例的电子控制器的继电器输出电路的示意图。图11是本专利技术优选实施例的电子控制器的开关量输入检测电路的示意图。图12是本专利技术优选实施例的电子控制器的参考电压输出电路的示意图。图13是本专利技术优选实施例的电子控制器的步进电机驱动电路的示意图。图14是本专利技术优选实施例的电子控制器的硬件复位电路的示意图。图15是本专利技术优选实施例的电子控制器的A/D转换电路的示意图。图16是本专利技术优选实施例的电子控制器的RC桥式振荡电路和推挽输出电路的示意图。图17是本专利技术优选实施例的电子控制器的旋变数字转换器及其外围电路的示意图。图18是本专利技术优选实施例的电子控制器的LVDT转换电路的示意图。图19是本专利技术优选实施例的电子控制器的RS422串口扩展电路的示意图。图例说明：11、电源板组件；12、CPU板组件；13、IO板组件；14、底座；15、外罩；16、支撑柱；17、电连接器；131、分压模块；132、限幅模块；133、滤波模块；134、信号转换模块；135、光耦隔离模块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1所示，本专利技术的优选实施例提供一种电子控制器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子控制器，用于对涡桨发动机实现电子化控制，其特征在于，包括电源板组件(11)、CPU板组件(12)和IO板组件(13)；电源板组件(11)用于对输入电源进行转换；IO板组件(13)分别与发动机的传感器和执行机构连接，IO板组件(13)用于将传感器输入的信号调理成CPU板组件(12)所能采集的信号，以及基于CPU板组件(12)输出的控制信号驱动发动机的执行机构；CPU板组件(12)，用于进行信号采集、信号分析处理和信号控制；电源板组件(11)分别与CPU板组件(12)和IO板组件(13)连接，IO板组件(13)与CPU板组件(12)连接。

【技术特征摘要】
1.一种电子控制器，用于对涡桨发动机实现电子化控制，其特征在于，包括电源板组件(11)、CPU板组件(12)和IO板组件(13)；电源板组件(11)用于对输入电源进行转换；IO板组件(13)分别与发动机的传感器和执行机构连接，IO板组件(13)用于将传感器输入的信号调理成CPU板组件(12)所能采集的信号，以及基于CPU板组件(12)输出的控制信号驱动发动机的执行机构；CPU板组件(12)，用于进行信号采集、信号分析处理和信号控制；电源板组件(11)分别与CPU板组件(12)和IO板组件(13)连接，IO板组件(13)与CPU板组件(12)连接。2.如权利要求1所述的电子控制器，其特征在于，IO板组件(13)上集成设置有转速信号调理电路，用于将Ng转速传感器和/或Ns转速传感器输入的正弦信号调理成CPU板组件(12)所能采集的信号。3.如权利要求2所述的电子控制器，其特征在于，转速信号调理电路包括依次连接的分压模块(131)、限幅模块(132)、滤波模块(133)、信号转换模块(134)以及光耦隔离模块(135)；分压模块(131)用于对Ng转速传感器和/或Ns转速传感器输入的电压信号进行分压；限幅模块(132)用于按照设定的幅度范围对Ng传感器和/或Ns传感器输入的正弦波信号的波幅进行削平；滤波模块(133)用于对Ng传感器和/或Ns传感器输入的信号进行滤波处理；信号转换模块(134)用于将Ng传感器和/或Ns传感器输入的正弦波信号转换为方波信号；光耦隔离模块(135)用于隔离输入信号和输出信号。4.如权利要求1所述的电子控制器，其特征在于，IO板组件(13)上还集成设置有热电阻温度信号调理电路，用于将滑油温度传感器输入的信号调理成CPU板组件(12)所能采集的信号。5.如权利要求4所述的电子控制器，其特征在于，热电阻温度信号调理电路包括相连的激励信号电路和信号放大电路；激励信号电路用于给滑油温度传感器提供激励信号；信号放大电路用于对激励信号电路输出的信号进行放大处理并传输至CPU板组件(12)。6.如权利要求1所述的电子控制器，其特征在于，IO板组件(13)上还集成设置有热电偶温度信号调理电路，用于将热电偶输入的信号调理为CPU板组件(12)所能采集的信号。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳鹏，张明，薛晓波，谷新宇，苏庆怀，陈方，舒伟华，叶子嘉，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43