● 摘要
本课题研究来源于北京航空航天大学985二期工程研究项目—先进推进系统动力平台子课题—某型发动机硬件在回路仿真台的研制。所研制的硬件在回路仿真台包括发动机数字模型、电子控制器、控制面板和信号调理接口箱。论文的主要任务是搭建仿真台的硬件平台，包括电子控制器、信号调理接口箱和控制面板的设计。硬件在回路仿真台主要为验证发动机电子控制器而设计，论文首先分析了某型航空发动机对控制器的设计性能要求，提出了硬件在回路仿真台的总体设计方案。电子控制器选用了基于PC104的硬件结构方案。信号调理接口箱所有硬件板卡自行开发，软件接口程序自行设计，对整个硬件系统进行了组装调试。发动机半实物仿真台设计中，为了使发动机数学模型、各种传感器、执行机构和电子控制器的多种物理量信号进行有效交换、协调工作，需要在几者之间加入信号调理接口箱。信号调理接口箱内部的主控板卡和各种信号调理板卡硬件设计使用了C8051F320、ADuC7020、ACEX1K50作为微处理器，电子控制器硬件系统采用了P-M微处理芯片。软件系统采用了C语言和VHDL语言进行了开发。重点介绍了各块板卡之间的SPI总线通信，以及CRC校验，保证了信号传输的准确性。本文可在其它多路物理量信号采集发送系统中进行推广。研究过程中，遇到的各种硬件电路的设计问题，通过调试逐一解决。和上位机通讯通过USB助手调试，验证了信号采集发送、数据通信等功能的设计正确性。所设计的硬件在回路仿真台具有一定的工程参考价值。