第二十一章 控制系統 進退維谷

陳東風在機翼、副翼和尾翼的設計及結構剛、強度分析的工作上還比較順利。主要是唐昌宏把飛機結構設計的很多知識點都仔細的講解給他聽,再加上他的理解能力一流,計算能力超羣,這纔是任務順利完成。當然後續的構件結構圖紙都是交給了唐昌宏的,他決定去楊韋那裡繼續幫忙。

楊韋現在的任務狀態是進退維谷,主要原因就是無線通訊的選擇問題。

前文有提到,他們的航模是無線控制,這就使飛機的上沒有傳統飛機的拉桿,而要全部使用步進電動執行帶動拉線進行操作。

早期的步進電機不是由PLC(可編程邏輯控制器)的脈衝端口直接給命令信號的,而是有全分立元器件構成的邏輯運算電路,還有電容耦合輸入的計數器,觸發器,環形分配器構成的。華國在六十年代中期已經開始生產和應用。

步進電機的驅動電路所有半導體器件都是完全國產化的,價格比較經濟其易於實現。所以控制的執行機構沒有問題。

問題出現在短波射頻收發單元。短波通信是指波長在100米~10米之間,頻率範圍3兆赫~30兆赫的一種無線電通信技術。

如果在二十年後,他們選擇一款射頻收發模塊,再配一套單片機系統完全可以很簡單的實現這個功能。

現在楊韋設計的結構是航模內有三個步進電機執行結構,這三個結構需要接收數字信號也就是電機正轉或反轉的圈數來執行命令。還有一個燃料噴嘴,需要把數字信號轉化爲噴嘴閥門開度的模擬量信號。主要就這四個執行單元,再有就是信號反饋單元,比如發動機溫度和轉速、飛行速度、飛行高度、飛行角度、燃料容量等信號。

如果按照普通的辦法只能把每一個信號都要配一組短波發射和接收模快,當然地面的控制單元也要相同的配置。

這樣的問題很多,第一個就是重量的問題。數十組短波收發模塊的重量都快要接近原先航模設計重量了。要知道現在的收發模塊不是二十世紀一個柴火盒子大小的芯片就可以搞定的。現在的收發模塊都是一個個二極管、三極管、電容、電阻組合起來的,而且基本上每個收發模塊都要單獨設計,基本上不存在什麼通用性,導致設計工作量極大。

第二個就是幾十組天線擠在一起,會造成信號的干擾。有人可能會說可不可以把波長和頻率都設計的不一樣來區分信號源,達到去除干擾的目的。且不說信號的波長和頻率區分到可以抗干擾的技術難度多大。其實如果這些天線和電路如果是在一架真飛機上面,那干擾基本是不大的。但是這麼小小的航模集成這麼多的信號,就算不會干擾到主頻信號電路,也會把旁路濾波電路上的電容電阻燒掉。

陳東風聽完楊韋的煩惱,也感覺頗爲頭疼。現在的大規模集成電路設計他不是很懂,也無能爲力。在兩人陷入到苦惱的沉思中的時候,陳東風突然想到了他接收的另一個陳東風的意識裡面的畫面。那個世界的手機可都是無線通訊的而且功能豐富,而導致這一現象產生根本性變革就是半導體集成電路的發展。

想到這裡,陳東風問楊韋:“有沒有想過把這些收發的信號集成到一起,用一條報文來發送或者解析?”

“開始的時候也想過,也查閱了不少資料。但是這種分段提取信息的做法,通過電路實現不了,就放棄研究了。”楊韋答道。

“有沒有可能要一個可編程的集成電路,把收發的報文集中道一起處理。這個電路可以通過不同接口把數據進行收發處理。”陳東風再問。

“目前我沒有看到這方面的相關書籍。也許國外有?”楊韋搖頭,不確定的回答。

“還記得數控機牀嗎?它的多軸控制不就是由PLC(可編程邏輯控制器)控制的,而且PLC具備多路的輸入輸出接口,完全滿足我們的需求,不過就是太貴了,而且用起來有點浪費。”

楊韋眼前一亮,忙問:“你是不是有什麼想法了?快告訴我,我都被折磨了一個多星期了。”

“我是再想可不可以我們把它的芯片單獨拆出來,自己搭建電路信號輸入輸出的接口,然後配合射頻收發模塊來實現無線控制的功能。不過這樣,我開始設想的地面系統、飛機控制系統和發動機控制系統兩兩相互通訊的計劃就要修改了。”陳東風把自己的想法告訴了楊韋。

“這有什麼,可以多來幾組芯片啊!”楊韋不假思索道。

“現在比較流行的是英特爾的8080芯片,這種微處理芯片在國外都要幾百美元的,而且我們並沒有渠道得到它。”

“那怎麼辦?”楊韋的失望之前溢於言表,彷彿突然從雲端被打下了低谷。

陳東風也是一時間不知道該說什麼,來安慰楊韋了。楊韋是一個比較要強的人,如果航模的任務只有他沒能完成,那麼他可能嘴上不會說什麼,可能他內心會無比自責悔恨,甚至沒臉再見三人的心思都有了。

“我們在亂想什麼啊!”突然陳東風一拍腦袋大叫一聲,把楊韋嚇了一跳。然後就看到陳東風站了起來對楊韋說:“阿韋,我們都想岔了啊,你說這個航模,我們開始的打算是什麼?”

“設計爲主,設計不成就當成下學期的提前自學...”說到這,楊韋也明白了,現在是理論設計而已。就是自己不用芯片把控制系統設計出來了,四人也沒錢把他湊出來啊。

“對啊,設計爲主,你就先用英特爾的8080好了來設計好了,不過你的任務反而會更重了。”陳東風不無擔心的對楊韋說。

“怎麼說?”楊韋也沒接觸過芯片,現在的計算機知識都沒有普及,鄧總師還沒有說出那句‘計算機要從娃娃抓起’的口號。現在掌握計算機的都在各個高校的計算機研究所裡面。

“8080芯片,你不懂它,肯定得學啊,不光要知道它的結構,還要知道它的編程方式,還要和外部通訊收發數據。太多太多你不知道的了。”

“有需要看的書名嗎?”楊韋毫無懼色的反問道。真是初生牛犢不怕虎,楊韋此時像極了抓住最後一根稻草的溺水者,這時候哪管困難啊。沒困難要上,有困難創造條件也要上。

“我只記得要學彙編語言和C語言編程,其他的還要去問計算機院的人。”陳東風如實回到。

“那還等什麼,走啊,現在就去。”楊韋拉着陳東風一起去找計算機院的人去了...

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