[发明专利]用于航空活塞发动机增压的控制系统及控制方法

权利要求书

1.用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，包括主控模块(1)、信号采集模块(2)、稳压箱压力控制模块(3)、执行器驱动模块(4)、测控计算机(5)和数据监控模块(6)；所述信号采集模块(2)采集参数信息并处理后，将结果发送至主控模块(1)，主控模块(1)通过稳压箱压力控制模块(3)控制执行器驱动模块(4)的运行，数据监控模块(6)接收测控计算机(5)的控制指令并解码，同时将主控模块(1)的采集参数回传至测控计算机(5)。

2.如权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，所述信号采集模块(2)为若干传感器，分别采集发动机转速、节气门位置、大气压力、稳压箱压力、稳压箱温度和伺服电机位置信息，并进行处理使其满足采集精度要求。

3.如权利要求2所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，所述若干传感器为转速采集传感器、节气门位置传感器、大气压力传感器、大气温度传感器和伺服电机位置传感器；其中发动机转速通过16通道I/O模块滤波、计数采集；节气门位置由节气门位置传感器通过32通道AD模块采集，大气压力由大气压力传感器通过32通道AD模块采集，稳压箱压力由大气压力传感器通过32通道AD模块采集，稳压箱温度由大气温度传感器通过32通道AD模块采集，伺服电机位置由伺服电机位置传感器通过32通道AD模块采集。

4.如权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，所述主控模块(1)为微处理器，其中MCU型号为Freescale SPC563M64L5,CPU为e200z335,32位PowerPC架构。主控模块对各路传感器传来的信息进行判断，从而决定如何控制稳压箱压力控制模块通过执行器驱动模块来对稳压箱进行增压或者减压。

5.如权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，数据监控模块(6)通过CAN总线通讯接收测控计算机的控制指令并解码，以及将增压系统工作参数回传至测控计算机；同时通过RS-232串行通讯将增压系统工作参数上传至动力装置控制器。测控计算机为该动力装置所搭载平台的控制系统，动力装置控制器为该动力装置自身的控制器，增压控制系统为动力装置系统中单独控制发动机增压的一个系统。从广义上，测控计算机这个部分包含了动力装置控制器，因为增压系统的信息不仅要发送给动力装置自身的控制器，还要发给上层的平台控制系统。数据监控模块在这其中起到了信息中转交换的作用。

6.如权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，所述执行器驱动模块(4)包括伺服电机和三通电磁阀；执行器驱动完成对伺服电机和三通电磁阀的直接控制，增压控制指令只有通过执行器驱动才能最终转化为控制动作；伺服电机驱动程序通过MCU的eTPU功能输出PWM信号控制H桥芯片驱动电流的大小，从而控制伺服电机的转速；通过I/O口控制H桥翻转来控制驱动电流的方向，从而控制伺服电机的转向。三通电磁阀由低边驱动芯片控制，其三通就是连接三条气管到发动机不同位置。两条气管接到了稳压箱中，第三条气管连接到发动机化油器进气前端。通过MCU的eTPU功能输出PWM信号控制低边驱动芯片，当PWM为高电平时三通电磁阀打开，当PWM为低电平时三通电磁阀关闭。只有当节气门位置位于115％时，电磁阀才打开，将一部分稳压箱气体引入化油器前端，形成更大的负压，以此增加喷油量，满足发动机更高功率的输出。

7.如权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统，其特征在于，还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块为一看门狗。

8.一种基于权利要求1所述的用于航空活塞发动机增压的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：故障诊断模块(7)检测主控模块(1)、信号采集模块(2)和执行器驱动模块(4)的运行状况；

步骤二：信号采集模块(2)收集发动机转速、节气门位置、大气压力、稳压箱压力、稳压箱温度和伺服电机位置等信息；

步骤三：执行器驱动模块(4)等待接收命令；

步骤四：主控模块(1)根据信号采集模块(2)传入的结果，通过稳压箱压力控制模块(3)，控制执行器驱动模块(4)相应部件执行动作；

步骤五：数据监控模块(6)将主控模块(1)的采集参数上传至测控计算机(5)，同时接收测控计算机(5)的控制指令并解码。