第20卷第24期电子设计工程Vol.20No.24ElectronicDesignEngineering2012年12月Dec.2012
实验用脉冲爆震发动机控制系统设计
陈洁，王栋，马虎，于栋梁
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）
摘要：实验用脉冲爆震发动机控制系统以Atmega16为核心，对发动机的点火系统、供油系统和供气系统进行有效控制。系统主要包括单片机控制模块、人机交互模块、数据采集模块和脉冲输出模块。通过实验，该系统可以实现实验型脉冲爆震发动机的成功起爆和稳定工作。
关键词：Atmega16；控制；单片机；脉冲爆震发动机
中图分类号：TP273.2文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）24-0188-02
Designofpulsedetonationenginecontrolsystemusedforexperiment
CHENJie，WANGDong，MAHu，YUDong-liang
（CollegeofMechanicalEngineering，NUST，Nanjing210094，China）
Abstract:ThePulseDetonationEnginecontrolsystemuseAtmega16forthecontrolofthecore.ThesystemuseMCUtocontroltheignitingsystem，gassupplysystem，oilsupplysystem.ThemainmodulesofthesystemareMCUcontrolmodule，ahuman-computerinteractionmodule，datecollectmoduleandpulseoutputmodule.ThesystemcanrealizePDEsuccessfulignitionsuccessfulandrunningstableviaexperiment.
Keywords:Atmega16；control；MCU；PulseDetonationEngine
作为一种新概念发动机-脉冲爆震发动机（Pulse
DetonationEngine，简称PDE）。脉冲爆震发动机有着热循环
效率高、结构简单、推重比高（大于20）、比冲大（大于2100s）、
耗油率低（低于1kg/（daN·h））、工作范围宽（Ma=0～10）、工作
可靠、噪声较小、成本低和能分别以吸气式和火箭式两种模
态工作等众多优点[1-2]。由于脉冲爆震发动机上述的独特性能，
因此其具有广阔的应用前景。脉冲爆震发动机的潜在应用包
括民用、军用和空间技术。脉冲爆震发动机控制技术是发动机
的一项关键技术。脉冲爆震发动机工作性能的好坏，在很大
程度上决定于它的控制系统的品质。所以，研究一套完整、可
靠地实验型脉冲爆震发动机控制系统有着十分重要的意义。图1脉冲爆震发动机实验图
1总体系统设计
实验用脉冲爆震发动机系统[3]如图1所示。根据发动机Fig.
1PDEexperimentdiagram
实验要求，本系统由单片机最小系统、人机交互模块、脉冲输
出模块、数据采集模块、软件设计等组成。该系统以单片机为
核心控制部件，键盘和液晶显示屏为人机交互部件，其中通
过键盘实现参数设置，并由液晶显示器显示。在发动机工作
过程中，通过传感器进行数据采集，然后由液晶屏显示出发
动机工作状态。图2系统硬件框架图Fig.2Hardwaresystemdiagram2.1控制器模块设计单片机控制器主要用于产生发动机供气、供油和点火的脉冲信号，由传感器对发动机工作状态进行数据采集，然后
通过简单算法，在液晶显示屏上显示发动机压强等工作状态
参数。对控制器的选择采用Atmega16作为系统的控制法案。2硬件系统设计
图2给出了系统的硬件框架图。Atmega16运行速度快，接口方便，运算功能强、编程灵活，可
靠性高。相对于FPGA而言，芯片的引脚少，硬件容易实现。
收稿日期：2012-09-01稿件编号：201209006
作者简介：陈洁（1988—），男，江苏常州人，硕士研究生。研究方向：脉冲爆震发动机控制系统。
第20卷第24期电子设计工程Vol.20No.24ElectronicDesignEngineering2012年12月Dec.2012
实验用脉冲爆震发动机控制系统设计
陈洁，王栋，马虎，于栋梁
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）
摘要：实验用脉冲爆震发动机控制系统以Atmega16为核心，对发动机的点火系统、供油系统和供气系统进行有效控制。系统主要包括单片机控制模块、人机交互模块、数据采集模块和脉冲输出模块。通过实验，该系统可以实现实验型脉冲爆震发动机的成功起爆和稳定工作。
关键词：Atmega16；控制；单片机；脉冲爆震发动机
中图分类号：TP273.2文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）24-0188-02
Designofpulsedetonationenginecontrolsystemusedforexperiment
CHENJie，WANGDong，MAHu，YUDong-liang
（CollegeofMechanicalEngineering，NUST，Nanjing210094，China）
Abstract:ThePulseDetonationEnginecontrolsystemuseAtmega16forthecontrolofthecore.ThesystemuseMCUtocontroltheignitingsystem，gassupplysystem，oilsupplysystem.ThemainmodulesofthesystemareMCUcontrolmodule，ahuman-computerinteractionmodule，datecollectmoduleandpulseoutputmodule.ThesystemcanrealizePDEsuccessfulignitionsuccessfulandrunningstableviaexperiment.
Keywords:Atmega16；control；MCU；PulseDetonationEngine
作为一种新概念发动机-脉冲爆震发动机（Pulse
DetonationEngine，简称PDE）。脉冲爆震发动机有着热循环
效率高、结构简单、推重比高（大于20）、比冲大（大于2100s）、
耗油率低（低于1kg/（daN·h））、工作范围宽（Ma=0～10）、工作
可靠、噪声较小、成本低和能分别以吸气式和火箭式两种模
态工作等众多优点[1-2]。由于脉冲爆震发动机上述的独特性能，
因此其具有广阔的应用前景。脉冲爆震发动机的潜在应用包
括民用、军用和空间技术。脉冲爆震发动机控制技术是发动机
的一项关键技术。脉冲爆震发动机工作性能的好坏，在很大
程度上决定于它的控制系统的品质。所以，研究一套完整、可
靠地实验型脉冲爆震发动机控制系统有着十分重要的意义。图1脉冲爆震发动机实验图
1总体系统设计
实验用脉冲爆震发动机系统[3]如图1所示。根据发动机Fig.
1PDEexperimentdiagram
实验要求，本系统由单片机最小系统、人机交互模块、脉冲输
出模块、数据采集模块、软件设计等组成。该系统以单片机为
核心控制部件，键盘和液晶显示屏为人机交互部件，其中通
过键盘实现参数设置，并由液晶显示器显示。在发动机工作
过程中，通过传感器进行数据采集，然后由液晶屏显示出发
动机工作状态。图2系统硬件框架图Fig.2Hardwaresystemdiagram2.1控制器模块设计单片机控制器主要用于产生发动机供气、供油和点火的脉冲信号，由传感器对发动机工作状态进行数据采集，然后
通过简单算法，在液晶显示屏上显示发动机压强等工作状态
参数。对控制器的选择采用Atmega16作为系统的控制法案。2硬件系统设计
图2给出了系统的硬件框架图。Atmega16运行速度快，接口方便，运算功能强、编程灵活，可
靠性高。相对于FPGA而言，芯片的引脚少，硬件容易实现。
收稿日期：2012-09-01稿件编号：201209006
作者简介：陈洁（1988—），男，江苏常州人，硕士研究生。研究方向：脉冲爆震发动机控制系统。