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（图纸+论文）飞行模拟转台设计（全套完整）

分别通过各自的驱动电路，来驱动逆变桥的只开关管。.位移和转速检测部分的设计位移检测传感器和转速检测传感器的选用由于转台控制量的要求精度较高，必须采用闭环控制系统，又由设计要求可知所设计的液压飞行模拟实验转台统必须具备位置检测功能。所以必须通过高精度的位移传感器对位移量进行检测和绝对式编码器对转速进行检测，将检测结果转换成数字量，反馈给单片机，通过单片机对这些数据进行处理，处理的结果作为控制量对电动机进行控制，从而实现对各个液压缸升降速度的精确和工作台转速的控制，也就是对位移量的精确控制。在此我们选用光栅位移检测传感器。原因有如下几点输出数字信号。光栅传感器输出的是数字信号，这使得它易于与数字电路，特别是单片机接口。这样就省去了模数之间的转换，简化了电路。高精度。由于在些使用场合下对转台的工作精度要求较高，所以应选用具有较高精度的位移检测传感器。而光栅尺完全符合这种需求，由于精密的光刻技术和电子细分技术，以及莫尔条纹所具有的对局部误差的消除作用，光栅传感器可以得到很高的测量精度。目前，用于长度测量的光栅，其测量误差可控制在以内，精度为.，分辨率可做到.，允许计数速度为。具备大量程。这次我们设计的同步顶升系统，其每个液压缸的最大行程为，所以需要传感器具有较大的量程。但是般的大量程的传感器其分辨率都不高，但光栅尺却可以很好的克服这个缺点。性价比高。在测量精度方面，光栅传感器和绝对式编码器仅次于激光测量，而成本却低的多。但是由于光栅传感器的光栅片般是用玻璃制作的，而且移动光栅片与固定光栅片之间的间隙很小，因此对环境条件如湿度温度振动冲击等较为敏感。环境的变化会影响光栅传感器的性能和可靠性。所以设计液压缸的结构时我们将光栅尺密封在活塞内腔中，但不与活塞起上下运动，活塞升降时应尽量避免油液渗透进内腔污染光栅尺和电子原件。大地减轻单片机的负担，使单片机可以空出大量的时间用于检测和监控。在本次设计中，我们采用的便是三相波控制芯片。时公司推出的种专用于三相信号发生和控制的集成芯片。它既可以单独使用，也可以与大多数型号的单片机接口。该芯片的主要特点为全数字控制兼容系列和系列单片机输出调制波频率范围位调速分辨率载波频率最高可达内部固化种可选波形可选最小脉宽和延迟时间死区可单独调整各相输出以适应不平衡负载看门狗定时器。采用脚的和封装。来自单片机的数据通过总线控制和译码进入初始化寄存器或控制寄存器。它们对相控逻辑电路进行控制。外部时钟输入经分频器分成设定的频率，并生成三角形载波，三角载波与所选定的片内中的调制波形进行比较，自动生成输出脉冲。通过脉冲删除电路，删去比较窄的脉冲如图所示，因为这样的脉冲不起任何作用，只会增加开关管的损耗。通过脉冲延迟电路生成死区，保证任何桥臂上的两个开关管不会在状态转换期间短路。看门狗定时器用来防止程序跑飞，当时间条件满足时快速封锁输出。片内存有种可供选择的波形，它们是纯正弦波增强型波形和高效波形。如图所示。每种波形各个采样值。增强型波形又称三次谐波，它可以使输出提高，三相谐波互相抵消，防止电动机发热。高效型波形又称带死区的三次谐波，它是进步优化的三次谐波，可以减小逆变开关管的损耗，提高功率利用率。寄存器列阵包含个位寄存器和。其中用来暂存来自单片机的数据,这些数据可能是初始化数据,或者是控制数据而是两个虚拟的寄存器，物理上不存在。当向写操作时，实际是将中存放的位数据送入初始化寄存器。当向写操作时，是将中存放的位数据送入控制寄存器。芯片可以与多种不同种类单片机接口，这次我们选用的是公司的单片机。的地址与数据总线，因此，芯片的引脚接高电平或者悬空不接。通过的口与的口相连，提供位数据和低位地址，芯片中的地址锁存器可以锁存来自的低位地址，从而将口输入的地址与数据分开。的地址锁存器由的信号控制。同时，连接的控制信号还有读写信号和。另外，当电动机制动时，续流二级管为再生电流提供通道，使其回流到直流电源。电阻电容二极管组成缓冲电路，来保护逆变开关管。由于开关管在开通和关断时，要受集电极电流和集电极与发射极间电压的冲击，如图所示，因此要通过缓冲电路进行缓解。当逆变开关管关断时，迅速升高，迅速降低，过高增长率的电压对逆变开关管造成危害，所以通过在逆变开关管两端并联电容来减少电压增长率当逆变开关管开通时，迅速降低，而则迅速升高，并联在逆变开光管两端的电容由于电压降低，将通过逆变开关管放电，这将加速电流的增长率，造成逆变开光管的损坏。所以增加电阻，限制电容的放电电流。可是当逆变开光管关断时，该电阻又会阻止电容的充电。为了解决这个矛盾，在电子两端并联二极管，使电容在充电时，避开电阻，通过二极管充电，在放电时，通过电子放电，实现缓冲功能。三相逆变桥的工作原理三相逆变桥的电路简图如图所示，图中为逆变桥的输出。图是各逆变管导通的时序，其中深色部分表示逆变导管。图可以看出，每时刻总能有只逆变管导通，另只逆变管关断并且与与与每对逆变管不能同时导通。在时间段,这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到设从到从到从到为正方向，得到线电压为和。在时间段，这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到，得到的线电压为和。在时间段，这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到，得到的线电压为和。在时间段，这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到，得到的线电压为和。图电路简图和逆变管通断时序在时间段，这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到，得到的线电压为和。在时间段，这只逆变管导通，电机线圈电流的方向是从到和从到，得到的线电压为和。线电压的波形见图。从图中可以看出，三者之间互差，它们的幅值是。图逆变输出线电压波形因此，只要按图的规律控制只逆变管的导通和关断，就可以把直流电逆变成矩形波三相交流电而绝形波三相交流电的频率可在逆变是受到控制。然而，矩形波不是正弦波，含有许多高次谐波成分，将使交流异步电动机产生发热力矩下降振动噪声等不利结果。为了使输出的波形接近正弦波，可采用正弦脉宽调制波。变频与变压由前面的叙述可知改变电源频率可达到改变电动机转速的目的，但实际上当交流异步电动机进行变频调速时，必定会造成通过电动机铁芯的磁通量的改变。飞行,模拟,摹拟,转台,设计,毕业设计,全套,图纸.绪论.选题的依据及意义随着飞机和导弹的快速发展，要求其具有更高的性能和稳定性,这就要我们通过对他们的性能参数进行测量评估进而进行改进，但架真正的飞机或枚导弹的成本太高,我们不可能也没有必要用架真正的飞机或导弹来进行实验采集数据,这就要求我们采用些比较合理的实验装置来实现飞机或导弹的飞行状态，这样飞行模拟实验转台得以发展。该转台可以将重物放在其上面也可以用来对飞行员进行培训，因为它可以模拟飞机在空中飞行的各种姿态。该装置的出现既达到了对飞机或导弹性能参数的采集，进而改进，在成本上远远低于架飞机或导弹的价格，对飞机和导弹的发展具有不可估量的价值。.国内外研究概况及发展趋势目前,大部分飞行模拟转台采用串联式机构,而本设计则采用并联式机械机构来实现的。采用并联机构其承载能力大,机构简单。本机构由上下两个工作平台,下平台固定在地面上,上平台用来放待实验的物品,在上下平台之间采用三个液压缸连接,通过液压缸上声高度的不同,来实现上平台的倾斜,而上平台可由电动机带动旋转从而达到模拟飞机在飞行过程中的各种状态。飞行模拟器研制及应用被认为是飞行模拟技术发展的基础性工程和关键环节，直受到世界各国尤其是发达国家的高度重视。美国是世界上最早开展飞行模拟器研究和应用的国家，在技术和数量上直居领先地位。据统计，美国的飞行模拟器研制和采办费用每年增长倍，仅年年的费用就高达亿美元。俄罗斯同样是世界上的飞行模拟大国和强国，他们的所有飞机都配备有相应的飞行模拟器，仅空中飞行模拟器就有余种，其中包括先进的空地综合飞行模拟系统。值得提出的是，俄罗斯在飞行模拟器的基础理论研究，特别是人机工效学和飞行员建模与仿真等方面都名列前茅。英德法等国的飞行模拟器研制及应用也始终处于世界先进行列。我国在飞行模拟器研制及应用方面虽然起步比美俄英法等国较晚，但仍是世界上发展飞行模拟器较早的国家。于世纪年代开始使用射击练习器和仪表飞行练习器，并建立了研究用飞机控制系统模拟试验台航空发动机模拟试验台。世纪年代发展更快，先后研制成功了系列研制用飞行模拟器和工程用飞行模拟器，并普及设计制造和使用了各个机种的飞行模拟训练器。出此，我国还是世界上少数能够设计和建造空中飞行模拟器的国家之，所以可堪称为“飞行模拟器大国”。.单片机控制系统设计飞行模拟实验转台的控制系统可以是微机单片机可编程控制器等，考虑到本次设计的飞行模拟实验转台仅有个液压缸和个电动机，控制器需要进行的运算量不大，而且本系统提供的功能并不复杂，单片机足以。所以从节省成本的角度出发选择了单片机控制系统。将本次单片机的控制系统划分为以下几个模块图单片机模块图.单片机的选用及功能介绍系列单片机是美国公司在年推出的位单片微型计算机。其典型产品有和三种机型，除片内程序存储器的容量不同外，其内部结构与引脚完全相同。在此我们选用了较为常用的芯片。其引脚示意图如图.所示系列单片机由微处理器存储器定时器计数器串行和并行的接口中断系统合振荡器构成。的这根引脚采用分时复用的方法作低位地址线与双向位数据线这根引脚在访问片外存储器或扩展接口时，提供高位地址和.这根引脚接片译码器，产生片选信号引脚接地址锁存器和的使能端端因不访问片内存储器而接地接的晶振端接重启电路。.片外存储器功能简介片外存储器扩展包括程序存储器扩展和数据存储器扩展。系列单片机具有的程序存储空间，其中片内有的程序存储器，片内无程序存储器。当采用型单片机而程序超过，或采用单片机时，就需对程序存储器进行外部扩展。外部程序存储器的扩展原理如图所示图外部程序存储器扩展原理图外部程序存储器可选用和等。紫外线擦除电可编程只读存储器，典型产品有公司的系列芯片位位位位位和位等，在这些芯片上均设有个玻璃口，在紫外线下照射分钟左右，存储中的各位信息均变为。以后通过编程器可将这些程序固化到这些芯片中。如在实时数据采集和处理时，仅靠内部的是远远不够的，因此必须扩展外部数据存储器。常用的数据存储器有静态和动态两种。以下为静态与的接口外部数据存储器的扩展方法如图所示图外部数据存储器的扩展原理图是位的静态随机存储芯片，采用工艺制造，单供电，额定功率，典型存储时间，为线双列直插式封装。的这条地址线与锁存器的输出及口对应线相连，的这条数据线与的口对应相连，的和与的和对应，接高电平。按照这种片选方式，的地址范围不唯，是种地址范围。当向该片单元写有个数据时，可用如下指令，从单元读个数据时，可用如下指令上面讨论的是扩展片或的方法。在实际应用中，可能需要扩展多片或。本次设计要扩展位的和位的各片。当通过指令，发出读操作时，发出的地址信号应能选择其中片的个存储单元，即片不应该同时被选中，这就是所谓的片选。我们采用了地址法译码，译码芯片为片。总共可提供个片选信号。.显示与键盘部分设计显示设备有等，我们选用的是功能简单的数码管显示器。显示器由条发光二极管组成显示字段，有的还带有小数点。将段发光二极管阴极连在起，称为共阴接法，当个字段的阳极为高电平时，对应的字段就点亮。要正常工作需要通过接口芯片与相连。芯片内具有个字节的，两个位个位的可编程和个位计数器，与接口简单，是单片机应用系统中使用最广泛的芯片。可以和直接相连。的和各端口地址如下的地址命令口口口口定时器低位定时器高位设中有个显示缓冲单元，分别存放位显示器的显示数据。的口扫描输出总有位为高电平，的口输出相应位的显示数据的段数据，使每位显示出