CN208731232U - 一种油门台通讯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油门台通讯控制系统，包括：推力杆以及与推力杆连接的电位器，还包括与电位器藕接的通讯电路；所述通讯电路包括：信号采集电路和信号发送电路；所述信号采集电路包括：外接电源、电位器、第一三极管、第一电阻、第一电容、第二电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器、光耦隔离器、模数转换器和单片机；通过设置信号采集电路及时监控油门台的位置信息，且将电位器检测的电信号进行两级放大，使得微弱的电压信号能及时被检测到，提高了检测灵敏度和精准度；通过设置信号发送电路，采用CAN通信技术，将油门台的位置信息发送至上位机，无需布线，确保了油门台与上位机的及时通信，保证飞行安全。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行控制技术领域，具体涉及一种油门台通讯控制系统。
背景技术
油门台为发动机控制提供输入信号，为飞机提供所需的发动机推力，并对发动机的供油和断油进行控制，同时飞行员通过油门台上的反作用力可以判断飞机的运行状态，从而提高飞机操纵品质和飞行品质，因此油门台及其控制技术成为目前研究的一个热点问题和重要方向。
现有油门台的控制有手动和随动两种操纵控制模式，手动模式时，飞行员通过人为操纵油门台操纵杆操纵发动机；随动模式时，通过油门控制计算机把位置信号传送给油门台，然后由电机伺服装置转换为机械位移信号，以达到位置要求；为了防止手动模式下的长期飞行给飞行员带来的飞行疲劳，以及自动控制出现故障的情况下保证飞行安全，需要随时反馈油门台信息给控制系统，便于及时切换手动模式和随动模式，保证飞行安全以及飞行质量。
实用新型内容
为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种油门台通讯控制系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种油门台通讯控制系统，包括：推力杆以及与推力杆连接的电位器，还包括与电位器藕接的通讯电路；所述通讯电路包括：信号采集电路和信号发送电路；所述信号采集电路包括：外接电源、电位器、第一三极管、第一电阻、第一电容、第二电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器、光耦隔离器、模数转换器和单片机；所述电位器的输入端连接外接电源，电位器的输出端连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过第一电阻连接外接电源，第一三极管的集电极还通过第三电阻连接第一放大器的同相输入端，第一放大器的反相输入端通过第二电阻接地，第一放大器的同相输入端还通过第二电容接地，第一三极管的集电极还通过第一电容连接第一放大器的输出端，第一放大器的输出端通过第四电阻连接第一放大器的反相输入端，第一放大器的输出端连接光耦隔离器的输入端，光耦隔离器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接单片机的输入端，光耦隔离器的输出端还连接外接电源，单片机的输出端连接信号发送电路。
优选地，所述第一放大器的输出端与光耦隔离器的输入端之间还连接电压跟随电路，所述电压跟随电路包括：第二放大器、第五电阻和第三电容；所述第一放大器的输出端连接第二放大器的同相输入端，第二放大器的反相输入端通过第五电阻连接第二放大器的输出端，第二放大器的接地端接地，第二放大器的电源端连接外接电源，第二放大器的电源端还通过第三电容接地，第二放大器的输出端连接光耦隔离器的输入端。
优选地，所述单片机采用的芯片型号为AT90CAN128。
优选地，所述信号发送电路包括：6N317芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、TJA1050芯片和第十二电阻；所述单片机的TXCAN引脚连接6N317芯片的第三引脚，6N317芯片的第二引脚通过第六电阻连接外接电源，6N317芯片的第五引脚接地，6N317芯片的第六引脚连接TJA1050芯片的第四引脚，TJA1050芯片的第四引脚还通过第九电阻连接外接电源，6N317芯片的第八引脚连接外接电源；
单片机的RXCAN引脚连接6N317芯片的第六引脚，6N317芯片的第六引脚还通过第七电阻连接外接电源，6N317芯片的第八引脚连接外接电源，6N317芯片的第五引脚接地，6N317芯片的第三引脚连接TJA1050芯片的第五引脚，6N317芯片的第二引脚通过第八电阻连接外接电源；
TJA1050芯片的第三引脚连接外接电源，TJA1050芯片的第八引脚通过第十二电阻接地，TJA1050芯片的第二引脚接地，TJA1050芯片的第七引脚连接总线的CANH端口，TJA1050芯片的第六引脚连接总线的CANL端口。
优选地，所述TJA1050芯片的第七引脚与CANH端口之间还连接第十电阻，TJA1050芯片的第六引脚与CANL端口之间还连接有第十一电阻。
优选地，所述第一放大器和第二放大器的芯片型号均为ICL7650。
本实用新型的有益效果是：通过设置信号采集电路及时监控油门台的位置信息，且将电位器检测的电信号进行两级放大，使得微弱的电压信号能及时被检测到，提高了检测灵敏度和精准度；通过设置信号发送电路，采用CAN通信技术，将油门台的位置信息发送至上位机，无需布线，确保了油门台与上位机的及时通信，便于上位机向油门台发送控制指令，及时切换手动模式和随动模式，保证飞行安全。
附图说明
图1是本实用新型所述信号采集电路的电路原理图。
图2是本实用新型所述信号发送电路的电路原理图。
附图标记：VCC-外接电源，RS-电位器，T1-第一三极管，R1-第一电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，A1-第一放大器，A2-第二放大器，R5-第五电阻，C3-第三电容，OC-光耦隔离器，6N317-6N317芯片，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，TJA1050-TJA1050芯片，R12-第十二电阻，TXCAN-TXCAN引脚，RXCAN-RXCAN引脚，CANH-CANH端口，CANL-CANL端口，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，ADC-模数转换器。
具体实施方式
以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种油门台通讯控制系统，包括：推力杆以及与推力杆连接的电位器，还包括与电位器藕接的通讯电路；所述通讯电路包括：信号采集电路和信号发送电路；所述信号采集电路包括：外接电源VCC、电位器RS、第一三极管T1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一放大器A1、光耦隔离器OC、模数转换器ADC和单片机；所述电位器RS的输入端连接外接电源VCC，电位器RS的输出端连接第一三极管T1的基极，第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的集电极通过第一电阻R1连接外接电源VCC，第一三极管T1的集电极还通过第三电阻R3连接第一放大器A1的同相输入端，第一放大器A1的反相输入端通过第二电阻R2接地，第一放大器A1的同相输入端还通过第二电容C2接地，第一三极管T1的集电极还通过第一电容C1连接第一放大器A1的输出端，第一放大器A1的输出端通过第四电阻R4连接第一放大器A1的反相输入端，第一放大器A1的输出端连接光耦隔离器OC的输入端，光耦隔离器OC的输出端连接模数转换器ADC的输入端，模数转换器ADC的输出端连接单片机的输入端，光耦隔离器OC的输出端还连接外接电源VCC，单片机的输出端连接信号发送电路；
现有的飞机飞行在随动模式下时，电机驱动模块驱动电机转动，从而带动推力杆在其轨道内旋转，进而由与推力杆连接的电位器RS反馈位置信息；具体的，该信号采集电路的工作原理如下：所述电位器RS将位置信号转换为电压信号输出，电压信号经第一三极管T1进行一级放大，第一电阻R1为限流电阻，电压信号通过一级放大后输入至第一放大器A1进行二级放大，微弱的电压信号通过两次放大后，提高电压信号检测的灵敏度，第三电阻R3为正反馈电阻，第四电阻R4为负反馈电阻，通过既引入正反馈又引入负反馈的方法，当信号频率趋于零时，由于第一电容C1的电抗趋于无穷大，因而正反馈很弱；当信号频率趋于无穷大时，第二电容C2的电抗趋于零。这样就保证了当信号频率在趋于零和无穷大之间的任何一个值，放大电路都可以正常提取相应的电压信号，其中第二电阻R2为限流电阻；
所述光耦隔离器OC连接在由第一放大器A1组成的放大电路和模数转换器ADC组成的模数转换电路之间，减小了放大电路和模数转换电路之间电连接的干扰，提高了检测精度，所述光耦隔离器OC采用的是由厂家采购的光耦合芯片MOC3020；所述单片机接收模数转换器ADC的数字信号，得出当前油门的位置信息。
所述第一放大器A1的输出端与光耦隔离器OC的输入端之间还连接电压跟随电路，所述电压跟随电路包括：第二放大器A2、第五电阻R5和第三电容C3；所述第一放大器A1的输出端连接第二放大器A2的同相输入端，第二放大器A2的反相输入端通过第五电阻R5连接第二放大器A2的输出端，第二放大器A2的接地端接地，第二放大器A2的电源端连接外接电源VCC，第二放大器A2的电源端还通过第三电容C3接地，第二放大器A2的输出端连接光耦隔离器OC的输入端；电压跟随单元起缓冲、隔离、提高带载能力的作用，保证从第一放大器A1输出的电压信号的信号失真度最小，第五电阻R5为第二放大器A2提供负反馈，使信号输入等于信号输出，降低第二放大器A2的输出误差。
所述单片机采用的芯片型号为AT90CAN128；AT90CAN128是AVR系列新型单片机，它自带CAN控制器，使得通信部分的硬件电路设计大大简化，增强了系统可靠性。
所述信号发送电路包括：6N317芯片6N317、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、TJA1050芯片TJA1050和第十二电阻R12；所述单片机的TXCAN引脚TXCAN连接6N317芯片6N317的第三引脚，6N317芯片6N317的第二引脚通过第六电阻R6连接外接电源VCC，6N317芯片6N317的第五引脚接地，6N317芯片6N317的第六引脚连接TJA1050芯片TJA1050的第四引脚，TJA1050芯片TJA1050的第四引脚还通过第九电阻R9连接外接电源VCC，6N317芯片6N317的第八引脚连接外接电源VCC；
单片机的RXCAN引脚RXCAN连接6N317芯片6N317的第六引脚，6N317芯片6N317的第六引脚还通过第七电阻R7连接外接电源VCC，6N317芯片6N317的第八引脚连接外接电源VCC，6N317芯片的第五引脚接地，6N317芯片6N317的第三引脚连接TJA1050芯片TJA1050的第五引脚，6N317芯片6N317的第二引脚通过第八电阻R8连接外接电源VCC；
TJA1050芯片TJA1050的第三引脚连接外接电源VCC，TJA1050芯片TJA1050的第八引脚通过第十二电阻R12接地，TJA1050芯片TJA1050的第二引脚接地，TJA1050芯片TJA1050的第七引脚连接总线的CANH端口CANH，TJA1050芯片TJA1050的第六引脚连接总线的CANL端口CANL；
所述信号发送电路采用CAN通信，具体的，CAN通信采用AT90CAN128芯片内置的CAN控制器与CAN收发器TJA1050经两个6N317芯片连接，TJA1050芯片TJA1050速率高，最高可达1Mbps，提供总线与电源和地之间的短路保护，TJA1050芯片TJA1050的芯片引脚由出厂商家自定义，在此不再赘述其引脚说明；总线的CANH端口CANH和CANL端口CANL外接上位机。
所述TJA1050芯片TJA1050的第七引脚与CANH端口CANH之间还连接第十电阻R10，TJA1050芯片TJA1050的第六引脚与CANL端口CANL之间还连接有第十一电阻R11；所述第十电阻R10和第十一电阻R11使总线阻抗匹配，增加总线数据通信时的可靠性和抗干扰性，保证通信的正常完成；
所述第一放大器A1和第二放大器A2的芯片型号均为ICL7650；ICL7650为高精度运算放大器，具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种油门台通讯控制系统，其特征在于：包括：推力杆以及与推力杆连接的电位器，还包括与电位器藕接的通讯电路；所述通讯电路包括：信号采集电路和信号发送电路；所述信号采集电路包括：外接电源（VCC）、电位器（RS）、第一三极管（T1）、第一电阻（R1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第一放大器（A1）、光耦隔离器（OC）、模数转换器（ADC）和单片机；所述电位器（RS）的输入端连接外接电源（VCC），电位器（RS）的输出端连接第一三极管（T1）的基极，第一三极管（T1）的发射极接地，第一三极管（T1）的集电极通过第一电阻（R1）连接外接电源（VCC），第一三极管（T1）的集电极还通过第三电阻（R3）连接第一放大器（A1）的同相输入端，第一放大器（A1）的反相输入端通过第二电阻（R2）接地，第一放大器（A1）的同相输入端还通过第二电容（C2）接地，第一三极管（T1）的集电极还通过第一电容（C1）连接第一放大器（A1）的输出端，第一放大器（A1）的输出端通过第四电阻（R4）连接第一放大器（A1）的反相输入端，第一放大器（A1）的输出端连接光耦隔离器（OC）的输入端，光耦隔离器（OC）的输出端连接模数转换器（ADC）的输入端，模数转换器（ADC）的输出端连接单片机的输入端，光耦隔离器（OC）的输出端还连接外接电源（VCC），单片机的输出端连接信号发送电路。
2.如权利要求1所述的一种油门台通讯控制系统，其特征在于：所述第一放大器（A1）的输出端与光耦隔离器（OC）的输入端之间还连接电压跟随电路，所述电压跟随电路包括：第二放大器（A2）、第五电阻（R5）和第三电容（C3）；所述第一放大器（A1）的输出端连接第二放大器（A2）的同相输入端，第二放大器（A2）的反相输入端通过第五电阻（R5）连接第二放大器（A2）的输出端，第二放大器（A2）的接地端接地，第二放大器（A2）的电源端连接外接电源（VCC），第二放大器（A2）的电源端还通过第三电容（C3）接地，第二放大器（A2）的输出端连接光耦隔离器（OC）的输入端。
3.如权利要求1所述的一种油门台通讯控制系统，其特征在于：所述单片机采用的芯片型号为AT90CAN128。
4.如权利要求1所述的一种油门台通讯控制系统，其特征在于：所述信号发送电路包括：6N317芯片（6N317）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、TJA1050芯片（TJA1050）和第十二电阻（R12）；所述单片机的TXCAN引脚（TXCAN）连接6N317芯片（6N317）的第三引脚，6N317芯片（6N317）的第二引脚通过第六电阻（R6）连接外接电源（VCC），6N317芯片（6N317）的第五引脚接地，6N317芯片（6N317）的第六引脚连接TJA1050芯片（TJA1050）的第四引脚，TJA1050芯片（TJA1050）的第四引脚还通过第九电阻（R9）连接外接电源（VCC），6N317芯片（6N317）的第八引脚连接外接电源（VCC）；
单片机的RXCAN引脚（RXCAN）连接6N317芯片（6N317）的第六引脚，6N317芯片（6N317）的第六引脚还通过第七电阻（R7）连接外接电源（VCC），6N317芯片（6N317）的第八引脚连接外接电源（VCC），6N317芯片的第五引脚接地，6N317芯片（6N317）的第三引脚连接TJA1050芯片（TJA1050）的第五引脚，6N317芯片（6N317）的第二引脚通过第八电阻（R8）连接外接电源（VCC）；
TJA1050芯片（TJA1050）的第三引脚连接外接电源（VCC），TJA1050芯片（TJA1050）的第八引脚通过第十二电阻（R12）接地，TJA1050芯片（TJA1050）的第二引脚接地，TJA1050芯片（TJA1050）的第七引脚连接总线的CANH端口（CANH），TJA1050芯片（TJA1050）的第六引脚连接总线的CANL端口（CANL）。
5.如权利要求4所述的一种油门台通讯控制系统，其特征在于：所述TJA1050芯片（TJA1050）的第七引脚与CANH端口（CANH）之间还连接第十电阻（R10），TJA1050芯片（TJA1050）的第六引脚与CANL端口（CANL）之间还连接有第十一电阻（R11）。
6.如权利要求2所述的一种油门台通讯控制系统，其特征在于：所述第一放大器（A1）和第二放大器（A2）的芯片型号均为ICL7650。
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