无人飞行器数字舵机控制系统设计与应用

针对无人飞行器的使用环境和需求,设计并实现了一种以TMS320F2812为硬件核心的无人飞行器数字舵机控制系统.阐述了系统的组成、功能及工作原理,给出了功能模块的关键电路,介绍了实时控制软件的主要功能模块及算法和流程图.应用结果表明,舵机的可靠性和抗干扰能力得到了提高,系统运行良好,能满足无人飞行器控制系统的要求.     

无人飞行器伺服系统余度控制接口的设计与实现

介绍了一种在无人飞行器中设计应用的伺服系统余度控制接口,该接口实现了数字总线和模拟量两余度接口控制,可有效提高伺服系统的可靠性和抗干扰能力;分析了无人飞行器机载伺服系统的结构组成和工作模式,选择了CAN总线作为机载数字通讯总线,论述了机载伺服系统余度控制接口的工作原理,同时给出了伺服控制器的硬件接口电路及软件工作流程;实验结果表明余度控制接口工作稳定,控制通道转换平稳,该接口能满足无人飞行器控制系统的要求。     

基于自适应遗传算法的小型无人旋翼机系统辨识方法

提出一种基于自适应遗传算法的小型无人旋翼飞行器系统辨识方法.通过机载传感器设备,系统采集小型无人旋翼机的输入信号(舵机的控制信号)和输出信号(飞行器的姿态及速度等信息);经过数据预处理后,利用自适应遗传算法构建小型无人旋翼飞行器高精度动力学模型,并通过仿真和实验对模型的自效性进行验证.实验表明,基于本文提出的动态模型,...     

机载液压舵机伺服系统优化控制研究与仿真

研究机载液压舵机伺服系统液位精确控制问题。飞行器在空中起降高度发生大幅变化时导致气压不稳,液压受到气压不稳的影响发生不规律性和非线性波动。传统液压舵机伺服控制方法中,以PID算法为基础,控制参数灵活,不能很好地处理液压异常变化带来的液位零漂、滞后造成的影响,造成液位控制精度不高的问题。为此提出了参数动态调整的机载液压舵机伺服系统液位优化控制算法,通过建立参数动态模型,运用动态模型使得液压参数可以根据实际情况变化,保证了干扰条件下的控制精度。仿真结果表明,优化控制方法能够有效解决气压干扰下液位的控制精度,为系统优化提供思路。     

数字舵机激励信号加载方法的研究与实现

为了测试数字舵机的性能,自动测试系统需产生满足数字舵机测试要求的激励信号,本文通过研究数字舵机激励信号的产生条件,实现了一种数字舵机自动测试系统激励信号的加载方法,并对其性能进行了验证,实验结果表明,此方法符合数字舵机激励信号对于定时精度的要求。     

机载红外/紫外扫描仪实时数字记录系统

介绍航空遥感实时数据记录存储系统的最新发展，详细描述了机载红外/紫外扫描仪实时数字记录系统的设计及应用结果。     

基于虚拟仪器的舵机半实物仿真系统研究

传统舵机控制算法的设计大多是通过数字仿真来实现的,数字仿真过程中舵机执行机构模型的不准确使得仿真结果与实际情况有较大的差距。提出一种基于虚拟仪器的舵机控制半实物仿真系统,该系统利用LabVIEW软件平台开发了舵机执行机构的控制算法仿真模块,并通过D/A设备将控制参数发送给舵机执行机构。结合高速A/D设备对舵机反馈信号进行采集,在软件中实现对舵机控制算法性能的实时分析。试验结果表明,该系统解决了数字仿真中舵机执行机构模型不准确的问题,为舵机开发过程中的控制算法设计仿真提供了更为灵活、高效的方法。     

无人机飞控设备检测系统

介绍了一种无人机飞控设备检测系统,给出了系统的组成和硬件配置,讨论了系统软件设计和测试原理。该系统可以自动检测和校准无人机各种传感器、机载计算机及舵机的输出参数,具有一定的可靠性和准确性。     

基于AVR单片机的电动舵机控制器设计

根据无人机控制系统需求,设计一款基于AVR单片机的数字电动舵机控制器,详细介绍了该电动舵机控制器的组成、工作原理、数字PID控制算法,实现了对舵机的伺服控制,为工程研制数字化舵机奠定了良好基础。     

机载红外/电视搜索仪数字仿真系统

采用计算机场景生成技术和图像处理技术,建立了机载红外/电视搜索仪数字仿真系统.数字仿真系统响应机载红外/电视搜索仪操作手柄和显控终端控制指令,实现外指令和自模拟两种工作方式.在外指令工作方式下,接收外部控制指令,采集外系统仿真场景视频;在自模拟工作方式下,自主产生控制指令,采用Vega仿真平台生成仿真场景视频.仿真视频以复合视频方式注入机载红外/电视搜索仪,激励搜索仪进行工作,以在实验室内验证其接口、功能及动态性能指标.     

飞机尾翼转角测量系统设计

针对飞机尾翼转角测量及远距离监控问题,设计了一种基于数字式MEMS加速度传感器测量飞机尾翼转角的测量系统;分析了电容式加速传感器测角原理;利用数字式MEMS加速度传感器ADXL345,结合无线ZigBee技术采用CC2430模块,以嵌入式STM32单片机作为控制器构建了一种测量飞机尾翼转角大小的测量系统;采用三维转台对飞机尾翼转动进行了模拟,完成了±90°范围内转角的测量;实验结果表明,在±90°转角范围内,测量误差的最大值为0.277°,满足小于0.3°的误差要求;该测量系统可以有效地完成飞机尾翼转角测量工作。     

自修复技术在小型飞行器机载计算机中的应用

自修复技术在可靠性设计中愈来愈显示出其重要性。本文针对小型飞行器的特殊使用环境,从自修复技术的四项关键技术（故障树的产生、故障诊断与隔离、故障后的动态重构及新旧系统之间的无痕迹切换）出发,提出机载计算机中自修复技术的应用原则,并以某机载计算机为例给出具体实现方法。     

飞行姿态控制系统半物理仿真平台开发

飞行姿态控制系统作为飞机姿态控制的重要组成部分，对飞机起降、空中姿态调整具有重要影响。为快速建立液压作动系统数值计算模型、飞行员操纵及控制单元、舵面及起落架演示单元等实验实物环节，基于 Automation Studio液压设计及仿真专用软件，设计与开发了某型飞机飞行姿态控制系统的半物理仿真实验平台。给出了飞行姿态控制系统半物理仿真平台软总体方案、硬件组成、工作原理及开发和实验流程。最后，以飞机方向舵为例，开发了包括液压油油箱、液压马达、控制阀门、作动筒及管道、溢流阀、限位开关等装置的数值计算模型，液压阀位置数字PID调节器，结合舵面及其加载演示系统PLC控制程序，配合现场人员的实际操控动作，开展了方向舵液压作动随动控制系统半物理仿真实验研究，试验并分析了飞机机翼液压作动系统位置随动过程中的运行工况，并记录关键的实验数据曲线，为飞行姿态控制系统研究提供了一种直观的仿真及分析实验方法。     

机载双余度1553B总线传输线路检测系统的设计与实现

1553B总线已经广泛应用于飞机的航空电子系统中;分析了1553B总线的特点以及机载双余度1553B总线传输线路故障定位的困难,给出了机载双余度1553B总线传输线路检测系统的系统结构、硬件集成方案和软件开发内容;通过两块1553B总线接口板分别模拟总线控制器和终端,配备相应的检测电缆,与机载双余度1553B总线传输线路检测段一起构成检测回路;根据机载系统的状态,结合相应的检测策略,可及时发现和定位1553B总线传输线路中存在的显式故障和隐式缺陷;该系统已成功应用于某型飞机总线传输线路的检测,经适当修改可推广到其他主战飞机。     

机载SAR天线稳定平台的DSP数字控制器设计

机载SAR(airborne Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)中,用三轴稳定平台隔离载机的姿态变化及机械振动来稳定天线波束指向是关键的运动补偿技术之一。本文提出用TMS320LF2407DSP芯片设计机载SAR三轴陀螺稳定平台的数字控制器,介绍了机载SAR对稳定平台的要求和TMS329LF2407DSP芯片用于运动控制器设计的优点,给出了控制系统的原理方框图、数学模型和DSP数字控制器结构图。     

一种面向现场总线的时分同步MAC协议模型框架

现场总线是计算机网络技术向工业控制领域发展的必然结果,MAC子层协议是其网络协议的重要部分。本文提出一种时分同步多重访问（TSMA）协议,它以多频FSK技术为基础,实现总线无冲突访问。     

机载飞参设备信息卸载处理器的设计与实现

针对军用飞参设备在地面保障上存在的处理时间长、地面卸载器不通用和可靠性不高等问题，研制了能快速准确地卸载和处理数据的机载飞参设备信息卸载处理器。系统以嵌入式PC／104计算机为核心，充分应用PC／104的软硬件资源，利用VC 编程，实现了系统快速准确地卸载并处理数据的要求。采用了现场可编程门阵列、USB等技术，提高了设备的可靠性、灵活性。经试用，该卸载处理器能快速准确地卸载和处理机载飞行数据记录器记录的数据，且体积小、可靠性高、适应性强，对保证飞行安全，提高战斗力有着十分重要的意义。     

机载计算机RAM故障诊断技术

针对RAM的典型故障模式,以及机载计算机RAM按字寻址的特点,通过对基于字的March C-算法的优化并结合所提出的隔行隔单元跳变的RAM的故障诊断算法,实现了RAM典型故障的全面检测。并以A340飞机主飞行控制计算机为例,对所提出的算法的执行效率进行了分析。结果表明,所提出的存储器故障诊断算法执行效率高,能够完全满足机载计算机地面上电启动时对存储器故障诊断快速而高效的要求。     

某型机载高度表指示器数字化显示电路设计

机载高度表磁电指针式显示器存在着读数精度不高、抗震性差、非线性程度不好、模拟数据不易存储等缺陷,将高度表指示器进行数字化显示处理,除了方便读取高度数据和提高读数精度外,还能将高度数据存储到计算机内配合其他作战数据处理系统使用,进而提高设备的综合性能;针对这一问题,根据模拟高度电压信号特点,利用MCS-51单片机及接口电路设计了高度表指示器数字化显示电路。通过接口电路功能扩展和软件编程对高度表模拟高度电压进行采样量化、A/D转换、非线性修正以及LED数码显示;实践结果表明,该数字化电路显示精度高、数据易存储、制作成本低、通用性强,只需修改查表程序即可应用于其他高度表磁电示器的数字化显示,在模拟信号数字化显示处理方面具有一定的典型性。     

面向PHM的民机飞行数据分析及应用研究进展

针对现代飞机装备在可靠性、安全性、维修保障性和成本等方面存在的问题,探究了飞行数据在民机故障预测与健康管理领域的最新技术发展及应用。介绍了民机飞行数据采集和译码原理,针对民机智能运维应用场景,结合机器学习和数字孪生等技术,重点介绍了围绕机载系统健康监测与预测维修、发动机状态监控与寿命管理等应用场景的数据分析与建模方法,并结合实际工程问题给出了数据分析应用案例。开发的具有自主知识产权的民机飞行数据译码和智能化分析工具,可面向不同用户需求、不同机型开展客户化开发与部署,实现了民机的飞行安全监控和故障预警,可为民航运输安全、运营、保障等需求提供数字化、智慧化的关键理论与技术支撑。