5.1.8 Выбор двигателей для имитации механического воздействия органов управления летчика
Для обеспечения управления компенсационными датчиками крена и тангажа, мною принято решение использовать шаговые двигатели с редуктором. Использование шагового двигателя позволит CPU точно управлять углом поворота ротора дифференциального сельсина КД. Из представленных на рынке шаговых двигателей, по своим техническим характеристикам подходит FL57STH56-2804AG.
Технические характеристики шагового двигателя с редуктором серии FL57STH56-2804AG:
Величина полного шага (двигатель без редуктора).....................1,8град;
погрешность углового шага, град......................................................±0,09;
погрешность сопротивления обмоток двигателя...............................10%;
погрешность индуктивности обмоток двигателя..............................20%;
максимальное радиальное биение вала двигателя........................0,02мм;
максимальное осевое биение вала двигателя................................0,08мм;
максимальная допустимая осевая нагрузка на валу..........................15Н;
максимальная допустимая радиальная нагрузка на валу..................75Н;
температурный диапазон эксплуатации от......................-20ºС до +50ºС.
Рисунок 30 - шаговый двигатель с редуктором серии FL57STH56-2804AG
Технические характеристики редуктора:
Передаточное отношение..........................................................................30;
количество ступеней...................................................................................3;
длина......................................................................................................32мм;
максимально допустимый момент...............................................15кг*см.
5.1.9 Выбор эвм и программного обеспечения
Для управления КПА АП-34Б необходим ЭВМ, удовлетворяющий используемому программному обеспечению. В качестве программного обеспечения мною принято решение использовать среду проектирования виртуальных приборов LabVIEW 8.20.
Таблица 12 – Требуемые характеристики ЭВМ
|
Требования к ЭВМ |
Минимально |
Желательно |
|
Процессор |
Pentium 4 1 ГГц |
Pentium 4 2 ГГц |
|
Свободный объем ОЗУ |
128 Мб |
512 Мб |
|
Объем свободного пространства на ЖМД |
50 Гб |
200 Гб
|
|
Разрешение экрана |
640х480 точек |
1024х768 точек |
|
Порт связи с КПА |
USB 1.1 |
USB 2.0 |
|
Управление ЭВМ |
Клавиатура |
Клавиатура + мышь |
|
Операционная система |
WINDOWS 98, ME, 2000, XP |
|
5.2 Описание принципа действия схемы принципиальной электрической кпа ап-34б
Управление ядром КПА – АП-34Б микроконтроллером AT Mega 128 (DD1 чертеж ДП 2010.363.001.004 Э3) осуществляется с помощью ЭВМ через шину XP12 - USB протокол. В управляющей ЭВМ производится программа автоматической проверки и задание параметров проверяемых агрегатов в ручном режиме проверки.
Микроконтроллер DD1 по сигналам ЭВМ с порта PA0-PA7 (контакторы 44-51) последовательно управляет регистрами DD60 – DD75, формирование импульса стробирования «с» регистров DD60 – DD75 осуществляется тремя, последовательно соединенными, дешифраторами DD16 – DD18. Дешифраторы DD16 – DD18 управляются микроконтроллером (с контакторов 11-15). Производится запись в первый регистр управляющего двоичного кода, через дешифраторы подается команда на вход стробирования «с» регистра, далее записывается на следующий и т. д. Каждая пара регистров управляет соответствующим 20-разрядным цифроаналоговым преобразователем. После записи на все регистры, и осуществления подачи цифрового сигнала на вход (контакторы 10-25) всех ЦАП, микроконтроллер с контактора 10 дает одновременно для всех ЦАП команду на контактор 5- Latch (запись), после чего цифроаналоговые преобразователи осуществляют преобразование цифрового сигнала в соответствующий аналоговый. Аналоговые сигналы (с контакторов 27-28) всех ЦАП поступают на тороидные трансформаторы Тр1 – Тр8, выводы 2-1. Трансформаторы повышают напряжение до необходимого уровня. С выводов 3-4 трансформаторов Тр1 – Тр8 напряжения поступают на шину XP8. Таким образом, генерируются сигналы ДОС четырех каналов, сигналы угловых скоростей крена, тангажа и рысканья, сигнал высоты.
Генерация сигналов углов крена, тангажа и рысканья осуществляется, управляемым через COM-порт протокол RS-232 ЭВМ, источником трехфазного переменного напряжения AMX (чертеж ДП 2010.263.001.005 Э4).
Шаговый двигатель, жестко связанный с редуктором поворотной платформы (проверка датчиков угловой скорости крена тангажа и рысканья) и шаговые двигатели, жестко связанные с роторами компенсационных датчиков крена и тангажа (имитация механического воздействия летчика на органы управления), управляются с помощью, соединенных по типовой схеме (рис. 26), микросхем L287, L298N и L6210 DD19 – DD24. С контакторов 16, 17, 25-26 микроконтроллера DD1 цифровое код, сформированный по сигналам ЭВМ, соответствующий направлению вращения и углу поворота, поступает на контакторы 3, 18 трех L287, соответствующих трем шаговым двигателям. С трех L6210 на шину XP9 поступает аналоговое напряжение, управляющее двигателями.
Управление насосом, блока проверки корректора высоты, осуществляется включением и выключением, по сигналам ЭВМ, через твердотельное реле Р1, постоянного напряжения питания 12В в шину насоса XP12. Реле Р1 запитано напряжением +5В, управляется, подачей «0» с контактора 42 микроконтроллера .
Для управления игольчатым клапанном используется последовательный 8-разрядный ЦАП DD10 c регистром DD76. Вход стробирования «с» регистра DD76 управляется дешифратором DD16 с контактора 6. Цифровой код, сформированный по сигналам ЭВМ, микроконтроллером, преобразуется в аналоговое напряжение, соответствующее «ходу» клапана, в той же последовательности, как в случаи с сигналами угловых скоростей, с того же порта микроконтроллера, и подеется на шину XP11. Направление перемещения штока клапана, определяется подачей «0» или «1», на шину ХР11 контактор 1, с микроконтроллера контактор 25.
Контролируемые сигналы поступают:
-шина ХР2 – сигналы ДОС четырех каналов, δ автопилота четырех каналов (с агрегата управления автопилота);
-шина ХР4 – сигналы угловых скоростей ДУСов крена, тангажа, рысканья, установленных на поворотной платформе;
-шина ХР5 – сигнал высоты с КВ, установленного в блоке проверки корректора высоты;
-шина ХР3 – сигналы углов крена, тангажа, рысканья и сигнала на блок усилителей пульта управления автопилота;