一、项目提出的布景和必要性
变形飞翔器(Morphing Aircraft)经过自主改动飞翔器的外形来改动飞翔器的气动功用,以习惯不同的飞翔条件,然后扩展其飞翔包线和改进其操作特性,减小阻力,加大航程,削减或消除颤振、抖振和涡流搅扰等的影响,然后更有效地完结各种飞翔使命。在飞翔器的一切部件中,机翼对飞翔器的升阻比、极限速度、机动性、操控及稳定性、经济以及安全性等有极其重要的影响。变形机翼能够依据飞翔使命和流场条件要求,经过准确的自动变形,始终保持飞翔所需的最佳形状,然后确保较高的气动操作功率。
完结机翼外形大标准改动的关键技术之一便是变形驱动组织及其操控电路的规划。在本项目中,咱们选用分布式超声电机来改动机翼的弯度,对高弹性柔性蒙皮、超声电机驱动的变形体系、传感器等进行无缝一体化规划,然后防止机翼气流别离现象的产生。
超声电机是运用压电陶瓷的逆压电效应和超声振荡的新式微特电机,具有转矩分量比大、高精度、断电自锁等长处,其结构如图1所示。驱动超声电机有必要施加必定功率的超声频段的沟通讯号给定子上的两相压电陶瓷元件,使其产生同频异相的驻波,并叠加成单一旋转行波模态,最终经过定子与转子之间的冲突效果驱动转子运动。因而对驱动信号的频率、相位和幅值都具有必定的要求,在本项目中咱们选用PSoC芯片来完结对驱动信号的处理。
图1 TRUM-40电机结构图
PSoC芯片扔掉运用分立的逻辑器材建立驱动和操控电路,将频率产生、分频分相、死区调理和部分驱动电路以及操控电路等整合到PSoC中,大大减小了驱动器的杂乱程度,一起满意了驱动器的根本操控要求,能够经过调频来调理电机转速。别的,选用PSoC芯片强壮的通讯功用,完结了多台分布式超声电机的和谐驱动,自习惯地改动机翼外形,然后大大降低了机翼操控体系的杂乱度。图2所示为单台超声电机的PSoC驱动电路框图。
图2 超声电机PSoC驱动电路操控框图
现在,在许多单片机运用体系中,上、下位机分工清晰,单片机和上位机之间的数据通讯是整个体系的根底。本项意图上位机为PC机,为了运用电脑操控超声电机的运转状况,选用了常用的RS-232串口通讯电路给PSoC发送操控指令,然后用VB言语编写了相关程序和操控界面。
二、立异性
本项目初次提出选用PSoC芯片来驱动变形机翼的分布式超声电机,然后完结了多台超声电机的和谐操控和机翼外形的自习惯调理。
三、研讨根底
1、现阶段现已完结机翼变形组织的规划,如图3所示。项目中选用TRUM-40电机作为变形机翼的驱动器,选用防尘SMD型12mm尺度型旋转方位传感器测验变形视点改动,选用欧姆龙D2MQ-4L-1-L限位开关操控变形鸿沟。现在已顺畅进入驱动器操控部分规划阶段。
图3 变形机翼的机械结构图