飞机起落架着陆加速度与应力监测系统的研制

摘要

起落架在着陆过程中减震支柱与机轮半轴存在设计载荷谱中未考虑的载荷。针对此现象，本文设计了一款用于起落架着陆性能实测的加速度、应力监测系统。本系统可以快速测量多路加速度和应力信号，具有信号远程稳定传输、DMA直接存储、多路数据定时处理、SPI高速传输、NANDFlash实时存储和SD卡高速转存等功能，能够在较大冲击与振动的场合下稳定工作。本文主要完成的内容有： (1)系统总体方案设计。通过减震支柱和机轮半轴着陆瞬间的受力情况，利用Abaqus6.14软件对其三维简化模型进行有限元分析，找出最佳监测点。并根据系统的需求分析给出系统总体框架和主要技术方案。 (2)下位机硬件系统设计。其主要包括：对传感器选型、温度测试和温度补偿；主控CPU选型：系统电源电路设计；加速度信号的V-i、i-v转换以及放大电路设计：应力差分信号的放大调理电路设计；NANDFlash和SD卡的外围电路以及辅助电路设计。 (3)下位机软件系统设计。下位机软件程序基于KeilVision5的ARM软件调试平台。该程序控制STM32F407实现多路模拟量的A/D转换、DMA直接存储、数据定时处理、SPI总线传输、RTC实时时钟获取、NANDFlash存储、SD卡转存以及对存储状态的监测。 (4)上位机应用界面设计。上位机应用界面基于Qt的软件设计平台，实现数据导出、历史存储、曲线显示等功能。 (5)完成系统软硬件调试，搭建模拟实验平台，对系统的稳定运行与存储功能进行实验分析与验证。

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