无人机自主航路规划平台设计

基于人机交互的需求,设计了一款无人机自主航路规划平台。该平台主要应用于无人机飞行前的航路规划工作,能够在已知任务环境信息的基础上,根据任务需求,规划出一条有效航路,同时具备控制无人机飞行、飞行状态监控等功能。首先,在国内外无人机系统适航标准规范的基础上,针对突发或紧急任务下无人机地面操作员工作负荷增大等问题,对无人机航路规划系统设计的安全性要求和人机交互需求进行了归纳梳理;然后,基于航路规划系统功能需求,从航路规划、通信、控制、状态监控等方面,构建了航路规划平台,并采用MATLAB APP Designer完成了软件平台的开发;最终试验测试表明该平台符合设计需求。     

并行测试端口间隔离电压的测试研究

端口间隔离电压是并行测试中的一个重要指标。为了有效、准确地测量并行测试端口间的隔离电压,从定义、面临的困难及解决方案等方面对此进行了研究。首先明确了并行测试端口间隔离电压的定义,接着分析了测试端口间隔离电压所面临的困难,并提出了相应的解决方案,最后设计了由检测电路、共地隔离电路和自动加载电压电路组成的测试系统,并进行了仿真。仿真结果显示,所设计的测试系统可以有效地测试端口间隔离电压,误差为0.6%,测试精度较高。最后给出了一些测试端口间隔离电压的参考思路。     

BIT试验中VME总线故障注入设备控制单元设计

针对航空电子设备BIT(机内测试)试验,设计了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的VME总线故障注入设备。该设备的控制单元用于完成故障注入设备的总体控制,是实现故障注入任务的关键。详细分析了VME总线故障注入设备的总体框架,给出了VME总线故障注入设备控制单元的设计方案,包括详细的软、硬件设计方法以及该系统的工作流程,并通过测试工具验证了控制单元设计和功能的正确性。最后,讨论了BIT试验中故障注入技术应用未来研究工作的开展方向。     

基于FPGA的数据采集端口测试设备

针对模数多路数字采集系统的模拟最输入端口的特点,提出一种基于FPGA的自动测试设备的设计.该设备借助多通道电甲设置数模转换器,可以实现高精度的测试.FPGA的可定制特性,可以灵活地满足多路端口的实时和同步要求,功能多样化.通过介绍该没备的设计思路、结构组成以及工作流程,展示了FPGA的优势.     

无人机地面任务监控系统设计

针对无人机任务设备多装载的需求,提出了一种应用在地面控制站内的任务监控系统的设计方案。该方案全面覆盖了无人机整个任务执行中载荷操控、信息交互和信息处理的过程,软件分配全面灵活,功能扩展性强,标准化程度高,方便在多型无人机系统地面控制站内推广使用,且有效的解决了地面控制站内资源有限问题。     

多端口过压安全保护电路设计与研究

本文以三极管、二极管及电阻电容等元件,设计了一种计算机测试系统多端口信号安全保护电路。安全保护电路对系统单端输入和双端输入差分信号均可以实现过压保护功能。电路构思新颖,设计简捷,可移植性强,可应用于计算机系统多种信号安全保护电路中。     

机载显控设备测试性设计

机载显控设备作为人机交互终端,具有数据处理及与人交互的工作特点,采用传统BIT(机内测试)测试性设计方法,故障检测率指标难以满足用户要求;根据其设备组成和主要功能,结合FMECA(失效模式影响及危害度分析)分析结果,提出BIT检测与人工检测相结合的方式开展测试性设计,通过TADS软件建立设备测试性模型并进行了计算和分析,设备故障检测率由74.72%有效提高到93.26%,以较小代价实现了用户要求;为其他人机交互机载设备测试性设计提供参考,具有较好的工程实用价值。     

无人机电源机内测试系统的设计与实现

为了提高无人机电源系统的可靠性,根据某型无人机电源特性,设计了一套以ARM芯片LPC2138为控制核心的无人机电源机内测试系统,给出了该系统的硬件组成及软件设计;详细介绍了硬件电路中的主控电路与信号检测调理电路,提出了用ARM芯片内的定时器模块来巧妙实现交流电源相位与频率检测的方法,并引入基准源电路来提高整个系统的精度;描述了软件的功能及其实现方法,给出了某典型量的处理流程图;实际使用证明,ARM芯片的采用简化了外围电路设计,降低了功耗,使系统能以较高的精度及可靠地完成无人机电源机内测试任务.     

静止无功发生器信号调理电路的设计

设计了静止无功发生器(SVG)装置的信号调理电路。该电路对互感器采集的电压和电流信号进行处理,使之成为满足ADC端口电压要求的交流小信号。详细介绍了信号采集、过电压保护、低通滤波、方波发生、加减运算等电路的设计原理。利用Multisim10.0对SVG信号调理电路进行仿真,结果表明:调理电路达到输出电压0~3.6V范围的预期指标,能够用于SVG装置现场的信号采集。     

无人机航迹规划与监控系统设计

无人机作为现代战争中广泛使用的设备,使无人机安全、准时完成任务。航迹规划就是针对各种任务需求,为无人机提供一条或多条可行航线,确保无人机处于自主飞行状态。本研究目的是研发通用性特征的无人机航迹规划与监控系统,在阐述设计该系统原则基础上,详细介绍无人机航迹规划与监控系统分层架构及用户控制层、数据管理层等,并提出开展各项测试。结果表明,所设计系统能顺利通过测试,达到实际应用的需求。     

基于固态功率控制器的器载配电器的BIT设计技术研究[BT)]

航空航天飞行器发展迅速,用电设备数量增多,飞行任务复杂性增大,对飞行器配电系统的智能程度以及可靠性提出更高要求;配电器是配电系统的核心设备,为飞行器所有用电负载设备分配电能,其性能的优劣直接影响到飞行任务的成败,BIT(Built-In Test)技术是一种能够显著改善系统或设备测试性能和诊断能力的重要手段;研究了以固态功率控制器为核心器件的配电系统总体方案,对固态功率控制器的故障模式与测试方法进行了分析,给出了测试点设计和优选方法,通过故障诊断能力计算结果表明BIT设计技术可提高配电系统的可靠性和智能化程度。     

Mission reliability of an automatic control system integrated with distributed intelligent built-in-test systems

This paper introduces distributed-centralized Built-in-Test (BIT) systems interfaced with an automatic control system with the purpose of improving mission reliability. By Using a block diagramming method, a complicated system is decomposed into mutually exclusive subsystems so that a distributed BIT is connected to each subsystem for multiple parallel processing of fault direction. The data produced by the distributed BITs is sent to a central control processor. We present a Markov process approach to analytically derive the mission reliability of an automatic control fault-tolerant system with distributed BITs. As diagnostic mistakes of the BIT, the false alarm and fault missing of BIT are considered with the malfunction of the BIT itself. Numerical examples are also prepared to evaluate the performance of distributed intelligent BITs, by comparing mission reliabilities corresponding to the variation of design parameters in a time domain.     

民用无人机飞行控制器可靠性设计

可靠性是无人机飞行控制器首要的性能要求，文章在民用摄像无人机飞行控制器系统设计中采用了避错与容错并重的设计思路。详细介绍了具体的软、硬件可靠性保障措施，提出了机内自检测系统的构成与实现方案，并介绍了故障分析在保障飞机安全时所起的作用。实际应用表明，所采用的设计思路、保障措施和自检测方案能有效提高飞行控制器的可靠性、保障无人飞机的安全。     

Detection Avoidance and Priority-Aware Target Tracking for UAV Group Reconnaissance Operations

In this paper, we present a novel approach for stationary target tracking in reconnaissance operations with a small UAV group. A reconnaissance mission has multiple competing requirements, such as short scan time and repetitive scanning of the entire area, target recognition, and target tracking. Especially in real-world military reconnaissance scenarios, different types of targets with hostile characteristics exist. The UAVs must scan and track the targets while avoiding detection by enemies. Although small UAVs are unlikely to be detected, they become prone to detection if their path is predictable. To meet these competitive requirements, we propose an attractive pheromone-based cooperative path planning method that makes path prediction almost impossible by ensuring a random path selection mechanism. To avoid detection during target tracking, we implement a new discrete-time tracking scheme with random time intervals and random path planning for multiple UAVs. The proposed model enables a UAV group to sporadically scan the entire area, quickly locate the targets, and simultaneously track the targets based on their priority. In addition, it offers a mechanism that permits the command and control center to balance between reconnaissance and target tracking operations to meet every mission requirement.     

基于波段开关的信号控制与BIT电路设计

为了提高飞控计算机导通检查和绝缘测试时的安全性和可靠性;通过研究一刀多掷波段开关的特点和电路控制规律,以及飞控计算机导通检查和绝缘测试需求,提出一种基于波段开关组合使用实现多测量通道信号转换控制的电路设计方案,同时提出一种结合波段开关特点的机内测试(BIT)电路设计方法;采用上述方案制作了具体的实体电路,经实验室测试:该电路设计可通过两个波段开关同时实现信号分配和“自检”,提高了自检效率;电路简洁,操作方便,自检操作和测试操作基本一致,操作过程直观性强,从一定意义上讲,实现了“在线”自检;经实际应用验证,该电路设计方案可显著提高系统的测试和诊断能力,具有较好的实际应用价值。     

基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统设计

为深入分析无人机电气设备的电子负载性能,实现对传输电子量的合理性监管与控制,设计基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统;利用电气信号发生电路,构建负载网络控制器与以太网模块运行所需的电气设备负载环境,借助PCB监控板建立PLC扩展负载模块与核心监控主机之间的物理连接关系,实现无人机电气设备监测系统的硬件执行环境搭建;在此基础上,通过STM32型单片机移植协议,确定无人机电气设备通信主机的现有组态形式,联合已设定的监控任务有线级条件,实现监测系统的软件执行环境搭建,完成基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统设计;对比实验结果表明,基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统的电子负载量等级更高,阶段性时间内的电子量监控数值也相对更大,能够准确实现无人机电气设备负载监测。     

基于HLA的无人机任务推演系统仿真研究

通常的任务控制过程包括任务预规划,任务执行,任务监控和重规划等部分.该文通过分析任务预规划的不足,在任务控制过程中引入了任务推演的概念,并对无人机任务推演的相关概念和内容进行了分析和讨论.同时针对无人机系统多速率时间推进的特点,设计了无人机任务推演系统的系统结构,并基于HLA体系设计和分析了无人机推演系统的仿真互联结构.然后讨论了无人机任务推演系统中的飞行仿真模块的SOM仿真建模.最后基于RTI实现了无人机飞行仿真推演模块与飞行三维可视化模块的互联.     

通信延迟条件下无人机编队重构的自主安全控制

多架无人机协同执行任务是未来网络化战场上的一种重要作战要求,然而复杂战场环境的变化极大地影响无人机编队的生存能力.为了自主安全地实现复杂战场环境中存在通信延迟的无人机编队重构控制,构建基于分层结构的无人机编队重构的自主安全控制架构.然后,提出一种基于纳什谈判的分布式预测控制(Nash bargaining solution-distributed model prediction control,NBS-DMPC)的新方法.针对存在通信延迟的问题,设计了基于信息滤波算法的信息补偿方法.最后,仿真实验表明所提算法能够自主安全地控制无人机编队重构并能有效降低问题的求解规模.同时仿真结果也验证了所提信息滤波算法在通信时延下的有效性.     

基于无人机的超高压智能测试系统设计与应用

针对当前电力日常巡检领域,高压及超高压输电线路人工验电存在的效率低、危险隐患大等问题,提出了天地一体化验电测试智能解决方案,采用高精度无人机平台搭载自主研制的接触式、非接触式组合验电装置方法,可实现高空线路电压状态的快速获取,通过端到端高可靠无线传输方式,结合计算机数字采样算法及自主研发的地面处理软件,可在地面遥控机端直观显示线路电压数据,经实验验证,测试精度优于±10 V,该智能测试系统具有高效、高准确率、高可靠等优点,已在多个区域开展试点应用,测试数据精准、使用安全便捷,取得良好的效果,具有推广意义。