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发动机接口
控制器
起动机
起动机接口
机电管理计算机
机电管理接口 地面保障接口
地面保障设备
起动控制器外部接口关系图
第 10 页
起动控制器硬件电路设计
电源电路
信号处理电路
指令信号检测电路
电
仿
源
真
开关电源仿真
信
接
号
口
接口处理电路
指 令
…
电源电Hale Waihona Puke Baidu设计与分析
要求：满足GJB181对B类设备的要求，18V～32V时稳定工作；允许电压降至10V，时间不大于2S，及 电压下降至14V时间不大于5S，随电源电压的恢复在起动机切除的瞬间达到的值不小于15V，产品输出 指令维持。
C207
R211 ZD202
C206
C205
R212
C208 GND
GND
GND3
反激式开关电源电路原理图
T D1
Uo1
Ui S1
D2 Uo2
反激变换器主电路原理图
参数
结果
原边匝数Np 副边匝数Ns1 副边匝数Ns2 原边导线线径
8 3 3 0.33mm
副边导线线径
0.8mm
变压器设计
参数 二极管最大反向耐压
02 机械液压 +模拟控制
系统
03 全权限数 字控制系统
04 综合控制
系统
第5 页
国内外研究现状及分析
起动控制器主要功能
对包括起动电动机和起动附件在内的所有设备传送信号、控制动作, 进 而完成对发动机起动中供油、点火等行为的实时控制，顺利完成发动 机起动。
国内现状
国内大多都是由继电器、接触器和定时机构组成的模拟式起动箱实现 发动机的起动控制。该类起动箱完全是通过每一部分继电器的转换来 实现一种逻辑关系，用定时机构来完成控制。其显著的缺点是：重量 大、体积大，拆卸维修难度高，寿命短，抗电磁干扰能力差，并且无 法很好地满足现代飞机关于总线管理的总体要求
动态响应仿真波形图 第 14 页
信号处理电路
信号处理电路按照功能划分为：指令检测电路、周期自检电路、RS422通信电路、逻辑译码、冗余控制 逻辑实现以及FLASH存储电路。
控制信号输入/输出 通过总线板至接口板
预处理后的BIT检测信 号输入至FPGA
FPGA JQV1000
CPLD JS1032-60
起动控制器主要功能
14种起动逻辑控制
接收来自座舱开关、起落架舱门
位置开关、燃气涡轮起动机、发
动机综合电子调节系统和发动机 的33路开关量信号，按照起动控
1
制逻辑要求，输出规定的31路控
制开关量信号，最终完成14种起 动逻辑控制功能。
2
6
周期自检
主要
具备周期自检功能，并可以给 出检测结果
功能
3
5
指令自检
27V_IN 滤波器
27V_GND
抗过压保护模块 LOVP36/38-10AFM-Y
反激变换器
5V 隔离5V
电源电路将主、备份电源隔离后，首先通过电源滤波器以及具有浪涌抑制功能的模块进行滤波及过冲抑 制，然后通过一个反激变换器产生隔离5V、数字5V的电压输出，数字5V的电源通过稳压模块获得数字3.3V、 数字2.5V的电压输出，以满足控制器稳定运行要求的各类电源的要求。
第 12 页
电源电路设计与分析
滤波电路和抗浪涌抑制电路
R201
T1
ZD201 D201
R202
R206 D203
R204 R205
GND C204
D302 D202
L301 C302
L201 C202
R207
+5V C303
GND1 +5V1 C203 GND2
U201
U202
R208 R210 R209
国外现状
在数字控制领域已经实现了高速的发展，研制出了技术先进、安全可 靠的数字电子设备，从三代机开始已全面应用。
研究内容
数字式起动控制器设计
分析现有的起动箱的研究现 状、工作原理。设计一种全 新数字式起动控制器，开展 总体方案设计及主要功能设 计，完成对每一个功能模块 的电路设计。
电磁兼容设计
对起动控制器进行电磁干扰 分析。明确干扰的来源和干 扰的类型。并对重要的干扰， 设计出相应的抑制手段和方 案。
422接口控制器
422接口控制器
总线板至接口板 总线板至接口板
FLASH
PROM
SM29LV256M SM18V04
电源 （来自电源板）
信号处理电路原理图
信号处理电路
(1) 指令检测电路 指令检测需要在控制器的控制信号输出前，检测被控对象的当前状态。其状态的判定采用定态检测，即在施加控制 信号前，检测被控对象的控制信号输入端处于导通状态/空开状态，还是对地通/空开状态。待检测信号从接口板输入， 在电源板上进行预处理后，送入信号处理板进行处理。经过预处理后的待检测信号为电平信号，直接送入FPGA进行检 测。考虑到FPGA需要完成指令检测电路接口、RS422接口、FLASH接口以及逻辑译码，FPGA器件选择中电五十八所 生产的JQV1000，该FPGA有丰富的逻辑资源，且有片上块RAM资源，可以用于实现数据的缓存及跨时钟域数据的转 换，完成基本接口功能预计资源消耗包括：RAM资源预计使用64Kbit，逻辑门资源预计使用50%。 FPGA自加载程序的存储需要PROM器件的支持，针对控制器所使用的JQV1000，其自加载程序所需空间约6Mbit 左右，综合考虑器件之间配合使用的兼容程度、器件性价比以及器件的国产化率等因素，控制器所用PROM器件选择 深圳国微电子生产的SM18V04，该PROM可以实现与JQV1000的无缝连接，增强了电路设计的可靠性。在设计时选用 主串加载模式，该加载模式的原理图所示。
01 03
02 04
软件设计
基于FPGA的起动逻辑实现 方法，设计软件功能，实现 所需的各种自动控制功能。
电磁兼容测试
进行起动控制器设备的 EMC实验测试，对控制器 的抗干扰能力进行分析。验 证所设计的数字式起动控制 器能否通过国家军用标准规 定的EMC试验测试。
数字式起动控制器设计
主要功能 硬件电路设计 软件设计 系统整体架构及工作原理图
数字式起动控制器 及其电磁兼容研究
答辩人：XXX
中国XXXX
指导老师：XXX教授
哈尔滨工业大学
Contents
大纲
1 绪论 2 数字式起动控制器设计 3 起动控制器电磁兼容性研究 4 起动控制器EMC实验与分析
5 结论
绪论
研究背景和意义 国外相关研究状况 国内研究状况 主要研究内容
研究背景和意义
C1 C2 L
结果 74.7V 272.7μF 142μF 0.606μF
输出滤波器电路CLC网络 第 13 页
开关电源仿真分析
a) 输出电压仿真波形图
b) 纹波电压仿真波形图
反激变换器仿真电路图
Vo
0.14V 5V
100%
2.8%
输出电压的精度满足设计要求， 设计的变换器有合适的静态和动态品质。
具备指令检测功能，并可以给
4
出检测结果
自动记录数据
自动记录发动机工作状态、输 入输出开关量状态以及通信数 据。
RS422通信
具备2路RS422通信功能，支持 9600bps和115200bps的数据传 输
关键信号冗余备份
具备关键信号的冗余备份功能
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起动控制器主要功能
综调
起动控制器
综调接口
发动机
某型飞机需改型升级以满足新的任务需求，需要用数字式起动控制器 代替原模拟式起动箱。用数字电路去代替传统的大规模的模拟电路，由软 件程序来实现传统控制器中靠继电器的转换构成的逻辑，减小设备体积， 减轻系统的重量，降低维修和测试的难度、提高可靠性和抗干扰能力。
飞机起动控制系统发展概况
01 机械液压 控制系统