《《精编》飞机机轮径侧向压力自动检测系统分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精编》飞机机轮径侧向压力自动检测系统分析（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要 随着航天事业的快速发展，为了提高飞机的运行稳定性和安全性，需要对各种飞机机轮进行静态力学性能测试。以验证机轮在最大静载荷和最大限制载荷下的承受能力。目前国内现有的两台径侧向机轮试验台都研制于二十世纪七十年代，绝大部分的仪器仪表都是模拟的，不方便控制和观测，且载荷试验都必须手动完成，已经不能够满足当前对飞机机轮进行的静态力学载荷性能试验的要求了。因此研制一台高性能的全数字化的径侧向机轮试验台，并采用先进的控制算法具有十分重大的意义。该试验装置由液压系统、电气控制两部分组成，本文的任务是完成试验台电气控制部分的研制与调试。本文就该试验台的电气控制部分的系统设计、硬件选型、硬件电路实现、软件设
2、计做出了详细介绍。最后进行了系统的实验室调试，将系统不断完善、本文的重点是介绍系统的硬件设计和软件设计，对系统的软件、硬件做了详细的阐述。在实际应用中，系统的可靠性和稳定性得到了很好的验证，采用PID控制算法通过现场调试取得了较好的控制效果。 关键词 机轮径侧向，工控机，可编程逻辑控制器，组态软件，PID控制ABSTRACT With the development of the space technique, we need to test a variety of airplane tyres for static mechanics performance for enhancing
3、the stability and security of the airplane.While desining the new airplane tyre ,the test of the sid direction of the foot-path must be carried out in order to prove the adaptability of the airplane tyre under the greatest quiet load and the greatest restriction load. Since the two century china in
4、the 1970s ,most of the apparatus are analog apparatus,which are made the control and observing testing inconvenient. Thus developed a high-performance combined radial and side load test machine has great significance. The observing and controlling platform is composed by the hydraulic pressure syste
5、m and electrical air.The task of this text is to finish studying and debugging the part of laboratory bench. This test presents the systematic design, selcecting hardware type,realizing hardware circuit and designing software of electric control systems in details.Finally carriy on the systematic la
6、boratory and systematic debugging on the spot. The focal point of the text is the design of the systematic hardware and software. The article addresses the systems software and hardware in details. In the practical test, systems reliability and stability has been proved .Control algorithms based on
7、PID control through the debugging pressure control achieved good results.KEYWORDS the aircraft wheels radial and lateral direction, industrial controlling computer, the programmed logic controller, configuration software，PID control目录第一章 绪论11.1 研究背景11.2 国内外研究现状11.2.1国外研究现状11.2.2 国内研究现状21.3 主要研究的问题及论
8、文结构概述31.4 论文章节安排4第二章 系统总体设计52.1 系统原理和结构说明52.2 系统控制要求62.3 径侧向自动化台的总体设计方案72.4 径侧向自动化试验装置控制系统硬件设计112.4.1 试验台本体和液压系统设计112.4.2 控制系统硬件选型132.5 软件总体方案设计15第三章 径侧向试验台计算机控制系统硬件设计203.1 电机控制主电路203.2 I/O模块设计213.3 比例溢流阀设计223.4 保护电路与电磁兼容性233.4.1 保护电路设计233.4.2 电磁兼容性24第四章 系统软件设计254.1 上位机软件设计254.1.1 组态软件设计254.1.2 上位机软
9、件各功能模块设计274.2 下位机PLC控制程序294.2.1 PLC输入输出地址分配294.2.2 液压系统径侧向动作控制程序314.2.3 误差处理及软件滤波334.2.4 PID控制程序374.3 工控机与PLC的通讯软件设计39第五章 现场调试425.1 调试内容与步骤425.2 调试结果43第六章 结束语46致谢48参考文献49第一章 绪论1.1 研究背景随着祖国航空航天事业的迅猛发展，各种航天工具的开发和改进，商用和军用飞机轮胎的性能要求各不相同。为了保证飞机飞行安全，对各种飞机机轮的性能测试是十分必要的。再设计新型航空机轮时，为了验证机轮的静态力学性能测试需要对机轮进行径侧向联合
10、载荷测试，传统的模拟测量方式，不便于控制和观察，因此需要研发一套高性能的全数字化的径侧向自动化实验装置。这里研制的机轮径自动化实验台要求设计为能实现手动和全自动控制，能实现实验过程的全自动化。该实验台采用工业控制计算机的应用和嵌入式控制系统控制技术，属于全数字化自动测控台1；能实现实验过程的全自动化，减轻了操作人员复杂的操作，减少了在人为操作控制因素下对测试精度的影响；加载曲线的实时显示和打印，实现了系统的实时监控，使实验过程更加安全可靠。1.2 国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外轮胎制造业起步较早，各种轮胎试验机的研发也得到了飞速发展，对航空机轮的的研发随着航空技术的不断提升也在不断提
11、升公司所自有的机轮力学性能测试试验台。随着控制技术的飞速发展，试验台的各性能指标也得到了很大的提高。各轮胎大公司为了提高自身的市场竞争力，对轮胎试验机的研发也日益投入大量的研究费用。从机械试验机到模拟系统到自动控制系统的轮胎试验机，不断提高自动化测试水平，而且测试性能及各方面指标都有极大提高。近年来，国际上不断涌现许多新型的高性能、多功能的轮胎试验机。1999年，德国Beissbarth公司开发了一种称作MTT2100微型轮胎试验机的新型轮胎试验装置，该试验机通过软件对所得信息进行对比和解释，以图像显示结果，可以在线分析轮胎性能2。2001年，世界的轮胎制造商荷兰VMI公司展示了其新开发的通用
12、轮胎试验机，该仪器可用于乘用车胎和载重车胎，可进行负荷变形试验、脱圈试验、压穿试验和接地印痕试验四种轮胎性能测试。附加测试包括胎面接地面比例、负荷下胎面花纹动态性能测试等。集4种测试于一机，可大大节省接地面积和投资3。2003年2月，日本普利斯通公司在东京的技术中心安装了一台世界上最大的汽车轮胎试验机MTS模拟路面动态系统，该试验机在速度、垂直输入、侧向力和扭矩等方面的测试指标均胜过其他汽车轮胎试验机，并可评价轮胎在拐弯、刹车时的特性以及高速和大负载下的加速度4。2006年日本神户钢制所开发了新型的轮胎均匀性试验机，可以精确地测试最高速度达200kph时轮胎的失衡力5。近两年来，在世界轮胎公司
13、75强中，“米其林”、“普利司通”、“固特异”占有相当大的市场，且负责各航空公司航空机轮的生产和检测，其轮胎试验机的自动化水平和测试性能指标都处于世界领先地位。 1.2.2 国内研究现状我国轮胎业的发展起步比较晚，虽然生产厂家已发展到了400多家，轮胎生产量已排名世界第一位，但因我国轮胎的总体档次比较低，路况比较差，因此，对于轮胎的发展没有起到促进作用，因此很多轮胎厂家的生产技术还停留在六七十年代的水平。与各工业发达国家相比,我国在航空机轮的试验和检验方面基本上是空白,差距很大。七十年代后期，国内某航空公司从英国邓禄普公司引进了一套航空机轮试验设备，总投资500万英镑，是我国当时唯一一台通过国
14、际认证，中国民航总局批准的航空试验设备，每年承接大量的机轮试验和检验任务。近几年，随着航空技术的发展和我国高速路的发展，促进了我国轮胎业的发展，目前已有几个厂家引进了国外的先进设备，且相应的各类型轮胎试验机也相继面向市场，但普遍存在测试性能不高，自动化水平落后的现象。各研发单位生产的轮胎试验机也大都面向汽车轮胎测试的方向，对航空机轮的各性能测试主要依靠国外进口设备，严重影响了国内对航空机轮的研发进度和生产制造水平。近年来，我国在轮胎试验机的设计和研究方面也有了一定的进展，出现了多家自行研制和开发轮胎试验机的单位和企业，开发出多种类型的轮胎试验机。如2000年广州市橡胶工业制品研究所研制的双二位
15、轮胎耐久高速试验机，2001年天津赛象科技股份有限公司研制的轮胎高速/耐久试验机，2005年国家轮胎质检中心及广东汕头橡塑机械所联合研制的轮胎强度脱圈静负荷试验机等。2001年国家标准管理委员会发表了轮胎动平衡试验的相关标准6。2003年台湾华中橡胶测试公司自研发了轮胎综合试验机，测试功能包括轮胎破坏能试验、胎唇抗脱座试验、纵向刚性系数试验、横向刚性系数试验、印痕试验、与胎面接地压力分布分析等，现已开发了第三代产品。2004年北京航空制造工程研究所自主开发了全自动充气式轮胎动平衡试验机，并采用了西门子Simatic WinAC、数据库等先进技术。2007年山东玲珑橡胶有限公司自主研发了UP-2092型轮胎综合试验机，可以测试轮胎的纵向、横向、扭转、斜角和包覆刚性、压穿强度、脱圈阻力和踏面印痕等,通过采用轮胎综合试验机进行刚性和踏面印痕试验,可以定量分析轮胎的操控性能和舒适性能,减少轮胎室外性能试验次数和改进轮胎使用性能7。如今国内以引进技术等形式建立了大型轮胎试验场，可对各种不同类型的轮胎从性能方面进行综合测试，现国内技术比较领先的是天津久荣公司所建立的综合试验场，可完成包括强度测试、耐久测试等16项不同性能方面的测试8，同时也承担了制定国家轮胎测试标准的任务。同时，国内电液控制技术方面9也已经开始由模拟
