一种基于座舱盖操纵装置的控制器

1.本发明涉及飞机座舱盖操纵技术领域，尤其涉及一种基于座舱盖操纵装置的控制器。


背景技术：

2.随着航空电子的发展，飞机座舱盖操纵装置由传统液压控制正在向电传驱动控制方向转换。
3.飞机座舱盖操纵装置电机驱动控制要求可靠性高、体积小、重量轻且控制简单方便。
4.为了满足飞机座舱盖操纵装置驱动控制的可靠性、简便性以及重量体积的要求，一种飞机座舱盖操纵装置的控制器为其所需。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于座舱盖操纵装置的控制器，具有可靠性高、体积小、重量轻(功率密度高)、智能化程度高的特点。
6.本发明提供一种基于座舱盖操纵装置的控制器，包括：第一航空插座1、第二航空插座2、控制板组件5和无刷电机驱动器10；所述控制板组件5包括：mcu控制电路、离合器控制电路和电磁铁控制电路；其中，
7.所述控制器的前面板上安装有第一航空插座1与飞机交联，用于飞机向所述控制器供电、飞行员通过操纵开关向所述控制器发送打开舱盖和关闭舱盖指令、与上位机进行rs422总线通讯；
8.所述控制器的前面板上安装有第二航空插座2与座舱盖操纵装置交联，通过供断电的方式控制座舱盖操纵装置中离合器以及电机工作；
9.所述mcu控制电路用于，完成输入信号、舱盖位置、母线电流等的采集，根据相应的逻辑生成pwm波和f/r信号至所述无刷电机驱动器10，输出离合器控制信号至离合器控制电路控制舱盖操纵装置打开或关闭舱盖；输出电磁铁控制信号至电磁铁控制电路控制机上电磁铁；
10.所述离合器控制电路用于，通过一个mos管控制座舱盖操纵装置中离合器供电的通断；
11.电磁铁控制电路用于，通过一个线包电压为5v的继电器控制机上电磁铁供电的通断，当控制器控制舱盖操纵装置按飞行员指令完成打开或关闭舱盖动作后，控制器通过电磁铁控制电路向机上电磁铁供电，电磁铁自动将机上操纵开关复位，自动取消打开舱盖或关闭舱盖指令，无需飞行员人工复位操纵开关。
12.可选的，还包括：滤波器组件4；
13.所述滤波器组件4用于，将来自飞机的两路输入dc28v转换出两路不同工作电流的dc28v以及一路dc15v；
14.其中，一路dc28v最大电流为50a，用于座舱盖操纵装置中电机驱动器供电；一路dc28v最大电流为3.5a，用于向机上电磁铁供电，一路dc15v最大电流为2a，用于控制板的二次电源处理电路供电。
15.可选的，所述控制板组件5还包括：输入信号处理电路；
16.输入信号处理电路使用光耦将来自飞机的指令信号和舱盖操纵装置中的极限位置信号进行电气隔离以及余度处理后发送给所述mcu控制电路。
17.可选的，所述控制板组件5还包括：故障存储电路和rs422通讯电路；
18.所述rs422通讯电路使用sm3490作为与上位机进行rs422通讯的接口电路；以rs422总线形式上报工作电流、寿命、反馈相关位置信号、故障状态；
19.所述故障存储电路使用eeprom作为存储芯片，采用iic总线与mcu控制电路通讯；
20.所述mcu控制电路检测到故障后将故障信息存储至eeprom中，方便控制器的维护。
21.可选的，还包括：采集板组件6；
22.采集板组件6包括支撑电容电路及母线电流传感器；
23.支撑电容电路用于，将来自所述滤波器组件4输出的一路dc28v向所述无刷电机驱动器10供电；
24.母线电流传感器将所述滤波器组件4输出的一路dc28v上产生的电流转换为0.5-4.5v电压模拟量信号，完成母线电流采集。
25.可选的，所述控制板组件5还包括：位置检测电路和母线电流检测电路；
26.所述位置检测电路用于，将来自于座舱盖操纵装置输出的舱盖位置信号，通过运算放放大器转换为0～3.19v信号作用于mcu控制电路，实时采集舱盖位置实现精确的位置保护功能；舱盖位置信号为0～15v电位计信号；
27.母线电流检测电路用于，将来自采集板组件6中母线电流传感器采集的0.5-4.5v电压模拟量信号通过运算放大器转换为0.33～3v电压后送入mcu控制电路，mcu控制电路实时采集母线电压实现座舱盖操纵装置的过流保护。
28.可选的，所述控制板组件5还包括：二次电源处理电路；
29.所述二次电源处理电路是将来自于所述滤波器组件4输出的一路dc15v电压转换为dc5v和dc3.3v，其中dc5v用于电磁铁控制电路供电，dc3.3v用于故障存储电路、rs422通讯电路、输入信号处理电路和mcu控制电路供电。
30.可选的，还包括：控制器壳体3；
31.所述控制器壳体3采用标准机箱设计，表面设计有减重槽，进行有效的减重和散热处理。
32.可选的，所述无刷电机驱动器10用于，接收来自于所述控制板组件5中的pwm波和f/r信号控制座舱盖操纵装置中的电动机完成顺时针和逆时针转动进而带动舱盖的打开和关闭。
33.本发明提供一种基于座舱盖操纵装置的控制器，包括mcu、开关信号采集电路，离合器控制电路，电机驱动电路，离合器控制电路，电机驱动电路。实现了飞机座舱盖操纵装置的驱动控制，能够实现对飞机座舱盖安全、稳定、可靠的打开和关闭，还能使飞行员及地勤人员很方便掌握飞机座舱盖操纵装置寿命、故障状态及工作状态。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明的正视结构示意图；
36.图2是本发明的内部布置示意图；
37.图3是本发明的内部布置示意图；
38.图4是本发明的基于座舱盖操纵装置的控制器的结构框图；
39.附图标记说明：
40.第一航空插座1、第二航空插座2、控制器壳体3、滤波器组件4、控制板组件5、采集板组件6、导线7、导线8、扎线9、无刷电机驱动器10。
具体实施方式
41.下面结合附图对本发明提供的基于飞机舱盖操纵装置的控制器进行解释说明。
42.如图1所示，本发明提供一种基于飞机座舱盖操纵装置的控制器，该控制器具有可靠性高、体积小、重量轻(功率密度高)、智能化程度高的特点。其不仅能满足飞机座舱盖操纵装置的解锁打开舱盖和锁定关闭舱盖功能，而且能够快速实现对座舱盖操纵装置和其本身的故障检测和定位，能够以rs422总线形式及时上报产品工作电流、寿命、反馈相关位置信号、故障状态、同时能够实现软件的在线升级功能。
43.如图2、图3所示，本发明提供一种基于飞机座舱盖操纵装置的控制器，包括：第一航空插座1、第二航空插座2、控制器壳体3、滤波器组件4、控制板组件5、采集板组件6、导线7、导线8、扎线9及无刷电机驱动器10。
44.进一步地，所述控制器的前面板上安装有第一航空插座1与飞机交联，用于飞机向所述控制器供电、飞行员通过操纵开关向所述控制器发送打开舱盖和关闭舱盖指令、与上位机进行rs422总线通讯。
45.进一步地，所述控制器的前面板上安装有第二航空插座2与座舱盖操纵装置交联，通过供断电的方式控制座舱盖操纵装置中离合器以及电机工作。
46.进一步地，所述控制器壳体3，采用标准机箱设计，所述控制器壳体3设计有减重槽，进行有效的减重和散热处理。
47.进一步地，如图4所示所述滤波器组件4使所述控制器能满足整机的电源特性和电磁兼容性要求。同时将来自飞机的两路输入dc28v(该两路为余度供电，任一路供电有效时控制器均能正常工作)转换出两路不同工作电流的dc28v(一路dc28v最大电流为50a，用于座舱盖操纵装置中电机驱动器供电；一路dc28v最大电流为3.5a，用于向机上电磁铁供电)，以及一路dc15v(最大电流为2a，用于控制板的二次电源处理电路以及位置检测电路和母线电流检测电路供电)。
48.进一步地，如图4所示所述采集板组件6包括支撑电容电路及母线电流传感器。来自所述滤波器组件4输出的一路dc28v经过支撑电容电路后向所述无刷电机驱动器10供电。母线电流传感器将所述滤波器组件4输出的一路dc28v上产生的电流转换为0.5-4.5v电压
模拟量信号(对应母线电流的-100a～100a)后送入所述控制板组件5中。
49.进一步地，如图4所示所述控制板组件5包括二次电源处理电路、输入信号处理电路、位置检测电路、母线电流检测电路、mcu控制电路、rs422通讯电路、故障存储电路、离合器控制电路及电磁铁控制电路。
50.所述控制板组件5中二次电源处理电路是将未自于所述滤波器组件4输出的一路dc15v电压转换为dc5v(用于电磁铁控制电路供电)和dc3.3v(用于故障存储电路、rs422通讯电路、输入信号处理电路和mcu控制电路供电)。
51.所述控制板组件5中mcu完成输入信号、舱盖位置、母线电流等的采集，根据相应的逻辑pwm波和f/r信号至所述无刷电机驱动器10，输出离合器控制信号至离合器控制电路控制舱盖操纵装置打开或关闭舱盖；输出电磁铁控制信号至电磁铁控制电路控制机上电磁铁。
52.所述控制板组件5中输入信号处理电路使用光耦将来自飞机的指令信号和舱盖操纵装置中的极限位置信号进行电气隔离以及余度处理后，由所述mcu控制电路进行采集。
53.所述控制板组件5中位置检测电路是将来自于座舱盖操纵装置的舱盖位置信号(0～15v模拟电压量)通过运算放大器转换为0～3.19v电压后进入mcu自带的ad采集端口，mcu实时采集舱盖位置实现精确的位置保护功能。
54.所述控制板组件5中母线电流检测电路是将来自采集板组件6中母线电流传感器输出的0.5-4.5v电压模拟量信号通过运算放大器转换为0.33～3v电压后进入mcu自带的ad采集端口，mcu实时采集母线电压实现座舱盖操纵装置的过流保护。
55.所述控制板组件5中rs422通讯电路使用sm3490作为与上位机进行rs422通讯的接口电路。控制器以rs422总线形式上报产品工作电流、寿命、反馈相关位置信号、故障状态。控制器软件在线升级的数据同样经rs422通讯电路送入mcu.所述控制板组件5中故障存储电路使用eeprom作为存储芯片，采用iic总线与mcu通讯。mcu检测到故障后将故障信息存储至eeprom中，方便控制器的维护。
56.所述控制板组件5中离合器控制电路通过一个mos管控制座舱盖操纵装置中离合器供电的通断。
57.所述控制板组件5中电磁铁控制电路通过一个线包电压为5v的继电器控制机上电磁铁供电的通断。当控制器控制舱盖操纵装置按飞行员指令完成打开或关闭舱盖动作后，控制器通过电磁铁控制电路向机上电磁铁供电，电磁铁自动将机上操纵开关复位，自动取消打开舱盖或关闭舱盖指令，无需飞行员人工复位操纵开关。
58.进一步地，如图4所示所述无刷电机驱动器10是接收来自于所述控制板组件5中的mcu控制电路发出的pwm波和f/r信号控制座舱盖操纵装置中的电动机完成顺时针和逆时针转动进而带动舱盖的打开和关闭。
59.示例性的，导线7用于采集板组件6余控制板组件5之间的信号交联；导线8用于控制板组件5以及无刷电机驱动器10与第二航空插座2之间的信号交联；扎线9用于固定导线8。
60.本发明的一个实施例，一种飞机座舱盖操纵装置控制器，它的基本组成包括mcu、开关信号采集电路，离合器控制电路，电机驱动电路，离合器控制电路，电机驱动电路。实现了飞机座舱盖操纵装置的驱动控制，能够实现对飞机座舱盖安全、稳定、可靠的打开和关
闭，还能使飞行员及地勤人员很方便掌握飞机座舱盖操纵装置寿命、故障状态及工作状态。