飞机风挡自动雨刷系统设计及实现

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1、ELECTRONICSWORLD・技术交流飞机风挡自动雨刷系统设计及实现滨州学院孙翠玲刘飞高天【摘要】风挡雨刷系统是飞机防冰排雨系统的重要组成部分。传统的手动机械雨刷在使用过程中，在雨雪天气以及飞机起飞和进近着陆时，在一定程度增加飞行员的工作负担，而自动雨刷系统可解决这个问题。本课题硬件部分由最小系统、舵机驱动模块、雨刷器组件、传感器模块和键盘控制模块等单元组成，软件部分利用兼容C语言的Keil作为系统开发环境，在传统手动控制基础上实现雨刷器的自动控制，在确保飞行安全、减轻飞行人员工作负担等方面具有重要意义。【关键词】自动雨刷控制系统；微处理器；传感器；安全性2.3显示模块1引言采用LCD1

2、2864显示器，其具有轻薄短小、功耗低以及影像稳定等特点，同时可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力随着民用航空业的迅猛发展，在各种天气条件下飞行安全的要强，显示内容多，可以并行/串行通信，利用串行通信的IO口使用求越来越高。相关配置的安装检测技术也越来越成为业界关注的重少等特点。且与同型点阵的图形液晶模块相对比，其使用成本也略点，飞机风挡雨刷系统成为保证飞机在雨雪天飞行的最基本的保障低、性价比较高。[1]系统。如果飞机的雨刮器能够根据下雨状况而自动调节其刮水速2.4传感器模块度和刮水的间隔时间，那么驾驶员就能在雨天更专注于其航行航线雨量检测采用YL-83雨滴模块，由一块雨滴检测板和主

3、控小板上的安全性，从而大大降低操作的繁杂，减轻飞行压力，提高飞行组成，其中控制板电源电压在直流4.5-5.5V之间，一般使用5V/1A[3]安全度，有效促进飞行技术的快速提高。的直流适配器即可，本传感器结构简单可靠、操作方便、成本低廉，性价比高，且该模块软件控制易操作。2自动雨刷系统整体结构温湿度检测采用DHT11数字温湿度传感器模块，本设计要求检测模块超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等，此检测模块使系统集飞机风挡自动雨刷系统硬件结构主要由STC89C52微处理器最成变得简易快捷，超小体积、功耗极低，因此本设计采用此模块。小系统、舵机驱动模块、雨刷器组件、传感器模块、LCD显示器和1*4键

4、盘等单元模块组成。在系统中，MCU微控单元是整个设计系统控制中心，系统各组件的操作指令都由它发出，同时也是数据处理中心；键盘模块是传统手动控制开关，包括“OFF”、“HIGH”、“LOW”、“AUTO”四个开关；传感器单元包含雨滴检测传感器和温湿度检测传感器，其负责雨量检测；舵机驱动及雨刷部分是被控制部分，相应MCU发出的指令。自动雨刷系统整体结构如图1所示：图2自动雨刷系统运行流程图图1自动雨刷系统整体结构图2.1微处理器微处理器（MCU）是系统控制中心，它的选择不仅关系到系统的安全工作保障，而且也关系到系统工作效率的提高，因此MCU的选择是至关重要的。STC89C52单片机，是STC公司

5、生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不[2]具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程图3系统实物图Flash。在考虑本设计的成本、时间及控制功能实现等因素，STC-89C52RC单片机既具有便利的程序编写和烧录，又快捷的实现控制3自动雨刷系统的软件部分功能，本设计采用此单片机作为处理器。2.2舵机模块本设计使用Keiluvision2作为程序开发环境，它是51系列兼容MG996R舵机能够在微机电系统和航模中作为基本的输出执单片机C语言软件开发系统。自动雨刷系统的软件部分，主要由下

6、行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统很容易与之接口，列几个主要部分：初始化函数、按键检测函数、雨量传感器检测函其扭矩大小以及转动角度等均满足本设计要求，因此本设计采用数、温湿度传感器检测函数、舵机控制函数以及液晶显示函数等，MG996R舵机。（下转第104页）滨州学院青年项目资助，编号：BZXYG1012。•102•ELECTRONICSWORLD・技术交流是一种高效的最优化处理方法，不需要记录或储存以往的所有估计对于本系统而言，三轴加速度计的输出量与时间无关，误差主值和测量值，即可按照步骤预测此刻的估计值，非常适用于计算机要是MEMS三轴加速度计自身的测量误差。而三轴陀螺仪的输出处理，

7、被广泛应用于雷达系统、导弹控制、飞行器导航、图像处量需要根据测量时间不断积分得到最终的角度，即存在积分误差与理、数据通讯等方面。仪器本身误差两个方面的误差。离散卡尔曼滤波器递推算法如下：（1.2）（1.3）（1.4）（1.5）（1.6）其中，Q为噪声w（k）的协方差；R为噪声v（k）的协方差。卡尔曼滤波器控制系统结构图如图4所示。3、假设控制系统为5sin（t/100），对控制系统分别做互补滤波和卡尔曼滤波，