系留多旋翼无人机通信系统天线布局及仿真分析

设计了一种适用于系留多旋翼无人机通信系统的天线布局,采用FEKO仿真软件进行了电磁兼容仿真分析,并进行了实装试飞。仿真及实测表明,该天线布局方式可适用于多旋翼无人机通信系统。     

无人机通用指控平台设计与实现

现有不同型号无人机的数据协议格式差别较大,无人机指挥控制系统与无人机紧密耦合,针对不同机种要开发不同的指控系统,系统的通用性较差,开发、培训成本高,且无法满足未来多无人机协同作业的任务需求;因此,设计开发一套具有较高通用性的无人机指控系统,通过对异构的无人机测控数据进行通用化处理,形成具有较强可扩展性的无人机标准数据协议,用以消除不同无人机与指控系统之间的差异性,同时最大限度的保证指控平台的可扩展能力。     

便携式无人机外场测试软件设计与实现

针对传统无人机飞控综合测试系统(ITF)结构复杂、体积庞大,只适用于在实验室里做仿真实验的现实情况,设计并实现了一套便携式无人机外场测试系统;介绍了该系统软件部分的设计与实现,包括底层RTX实时环境下的驱动函数设计和上层CVI的人机交互界面开发;详细叙述了测试软件的运行流程和模块化的软件设计思路,同时结合实际提出了一种多串口的数据管理模式;结果表明,该软件在无人机外场测试环境下运行稳定,各功能模块工作正常,为无人机安全试飞提供了保障.     

半实物仿真中试验总控软件的设计与实现

试验总控软件是应用于半实物仿真中对参试系统进行管理和控制的一种软件,它可以对半实物仿真中的参试系统进行配置,实现对整个试验仿真的管理和监控。解析各参试系统的数据交互协议是试验总控软件对参试系统进行监控和管理的关键功能。通常试验总控软件解析功能代码完全按照各参试系统数据交互协议开发,这样一旦数据交互协议发生更改,解析功能代码需要根据新协议重新开发导致软件重复开发,影响软件开发效率和通用性。为了解决这个问题,文中提出一种试验总控软件设计框架并采用动态解析数据帧技术将解析代码与数据交互协议隔离,不仅提高软件通用性,同时缩短半实物仿真开发周期,减少人力财力开支。     

基于SOPC的微型无人机飞行控制系统设计

针对无人机(UAV)飞控系统的发展要求,提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的设计方案,自顶向下地利用软硬件协同设计方法实现整个过程的设计.主控芯片采用Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8N,进而设计系统的外围电路;借助NIOS Ⅱ软件写入程序实现对无人机的控制.与传统的无人机控制系统相比,该系统适应了集成度高、功耗低、体积小的发展要求.悬停试飞,机体晃动小,且在外界干扰时能自动调整姿态,保持稳定飞行,具有较快的响应速度.     

Vega开发无人机模拟飞行视景系统

"某型无人机模拟飞行系统"是一个用于模拟无人机飞行的全任务试飞仿真系统,而视景系统作为整个仿真系统的终端显示平台,其开发的优劣直接影响到整个系统的综合性能;针对传统视景系统建模周期慢、仿真效果差等特点,提出了一种利用仿真软件Vega开发视景系统的方法,使用Creator中的"贯通面"、LOD、DOF技术建立了逼真的无人机和地景模型,Lynx搭建底层模型文件,基于MFC的Vega编程控制无人机位姿、视点、舵面偏转等,至此完成无人机视景系统的驱动;无人机试飞实验证明,该视景系统取得了比传统视景系统更好的效果。     

一种微小型无人机地面监控系统软件设计与实现

针对微小型无人机飞行监测和控制的任务需求,设计了一种地面监控系统软件。系统实现了导航参数实时获取、飞行控制参数在线调整、航迹规划与回显、数据存储及分析等功能,并为超视距飞行提供了有利保障。经过大量完全自主飞行实验,结果表明,所设计的地面监控系统软件不仅能够满足小型无人机下行信道传输数据量大的监测要求,而且可以确保上行信道控制参数高精度、高可靠性的要求。     

民机试飞遥测地面实时数据处理软件设计与研发

为了满足大型民机试飞实时监控的需求,针对遥测数据设计研发了一套实时处理软件,软件包含后端解析服务和前端显示软件两大部分;后端解析服务采用多线程调度技术,实现实时处理及数据回放等不同工作模式下IRIG 106 CH10数据的接收、PCM数据的解析和数据的实时存储;前端显示软件基于WPF框架采用MVVM设计模式开发,包括任务管理、参数配置、算法处理和数据同步等子模块;经实际测试,软件实现了国产某大型客机不少于8000个遥测数据和多路视频的实时解析、分析和转发,满足了试飞过程中的实时监控需求,为试飞任务的安全开展提供了有力保障。     

基于Android的IETM平板阅读器设计

针对传统IETM阅读器不方便携带和操作使用的问题,提出了一种IETM平板阅读器设计.该设计从平板电脑硬件和IETM阅读软件两个方面进行了设计,选择并定制了基于ARM架构和安卓操作系统的初级加固型平板电脑,具有一定抗防摔特性;提出基于安卓操作系统的IETM阅读软件轻量化技术架构和业务架构,并对S1000D 4.0数据包、文档、音视频、动画、三维模型等数据的解析、展示关键技术进行设计与实现.该设计为传统IETM阅读器向便携式和小型化IETM平板阅读进化提供了一种解决思路,为丰富IETM阅读器的产品形态奠定了基础.     

通用微机数据采集与数据管理软件包Dcdm──Ⅱ

本文介绍一种工业生产过程状态参数采集显示与数据管理系统软件包Ｄｃｄｍ－Ⅱ的设计与应用。对其功能进行了详细分析，给出了系统流程图。该软件包已在回转窑的扭矩。支承力，压力，位移等状态参数监测系统上得到应用。其设计充分考虑了通用性、可移植性及数据存储、数据管理诸方面的性能和软件的再开发功能，适于ＩＢＭ及各类兼容机进行现场数据采集。     

某无人机机载软件架构研究

无人机的飞控系统日益复杂,机载软件的开发难度增大,如何开发稳健的飞控系统软件成为一个技术难题;面对这个问题,首先针对某型无人机飞控系统的质量属性要求,研究了软件架构技术和机载软件的特点,给出了机载软件架构的一般步骤,设计了此型无人机的机载软件架构,并描述了此架构的分解结构、分层结构和数据流结构;试验表明,此软件架构能很好的指导机载软件的开发,从根本上提高了机载软件的鲁棒性,保证了飞控系统软件的高可靠性和灵活性,达到了设计目的.     

多旋翼无人机地面控制站软件系统设计与开发

针对多旋翼无人机自主飞行实时监控需求,开发了一套完整的多旋翼无人机地面控制站软件系统;根据多旋翼无人机地面控制站软件总体设计分析,基于功能模块化思想,分别设计并实现了飞行监控、飞行任务管理、二维与三维结合的导航电子地图以及数据库技术等功能,为无人机的实时监控提供了有力保障;地面控制站软件系统的三个用户主界面简约美观,能够实时切换,便于地面操作员对无人机的飞行监管;最后,通过某型多旋翼无人机的飞行作业,对地面控制站软件系统进行了全方位测试;实验测试有效地证实了该地面控制站软件系统具有完善的监控功能,操作简便,完全满足无人机地面控制站需求,已经作为标配软件提供给用户使用。     

多要素气象观测无人机系统的设计与应用

针对开展城市小尺度精细化气象观测的应用需求,通过将无人机控制技术、气象观测技术与计算机及通信技术相结合,研制了一套多要素气象观测无人机系统,并开发了相应的数据采集传输模块和地面监控展示软件,实现了基于无人机平台的气温、气压、相对湿度、风速、风向、颗粒物浓度等气象要素的采集与实时传输。经过地面和空中飞行试验数据对比验证,该系统操控灵活、运行良好、稳定可靠,具有良好的应用前景,可广泛应用于城市精细化气象观测、应急救灾、环境监测等领域。     

Unmanned Aerial Vehicle Security Using Recursive Parameter Estimation

The proliferation of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) brings about many new security concerns. A common concern with UAV security is for an intruder to take control of a UAV, which leads for a need for a real time anomaly detection system. This research resulted in a prototype UAV monitoring system that captures flight data, and then performs real time estimation and tracking of the airframe and controller parameters. The aforementioned is done by utilizing the Recursive Least Squares Method (RLSM). Using statistical validation and trend analysis, parameter estimates are critical for the detection of cyber attacks and incipient hardware failures that can invariably jeopardize mission success. The results demonstrate that achieving efficient anomaly detection during flight is possible through the application of statistical methods to profile system behavior. The anomaly detection system that was designed can be performed in real time while the UAV is in flight, constantly verifying its parameters.     

高实时性的无人机飞控软件测试系统设计

机载计算机作为无人机系统的控制核心,在设计过程中对其进行性能监测及功能验证是保证其正常工作的基本途径;运行于机载计算机内的飞控软件已成为无人机飞控系统设计中最重要的因素之一,采用Labview和RTX搭配的建模方式,模拟无人机机载计算机的真实硬件环境,在Windows操作系统下构建一套高实时性的测试系统方案,完成对机载计算机飞控软件的实时监测评估和性能测试;经实际测试,该系统能够实现对无人机飞控软件的实时监测和测试,实时性带来的实时误差不超过1％.     

无人机飞控软件系统建模与测试用例生成研究

软件规模与复杂度的迅速增长已成为设计与检验现代高质量无人机飞行控制软件(FCS)系统的重要挑战。采用模型驱动工程(MDE)的框架,使用嵌入式实时系统建模语言(MARTE)建立起某型无人机飞控软件系统的模型,给出了基于时间自动机的系统动态行为的形式化模型实例;结合无人机FCS系统的应用背景,建立了基于时间自动机模型的测试用例生成方法,包括建立测试用例生成框架、测试用例生成规则以及用例生成策略等;对某型无人机飞控软件系统中的主控模块进行了建模与测试用例生成的实例分析研究。     

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。     

航空发动机高速振动智能检测监控系统设计与实现

设计了一种航空发动机高速振动智能检测监控系统,系统采用CPCI和模块化架构实现;针对航空发动机高速振动信号的特征,设计了基于DSP的信号采集与处理模块,实现同步采集多路振动信号并进行数据处理;利用FPGA和PowerPC设计信号智能检测与数据记录模块;通过多线程DSP软件实现振动数据的智能检测和监控;试验测试和验证结果表明,系统满足飞行安全实时检测监控工程应用的需求。     

基于机载计算机的无人机智能巡检方案

随着无人机飞行制造技术的不断发展,传统人力巡检在一些领域已逐渐被无人机巡检所取代,相关领域已涉及到森林虫害、电力巡检、工地安全、渔政执法等。针对目前无人机巡检中对巡检目标的实时检测、结果的实时传输以及巡检飞行的智能操控需求,设计了一种基于机载计算机的无人机智能巡检方案。通过机载计算机取代传统方案的移动图形工作站,并结合轻量化网络对检测模型进行轻量化改进,实现无人机检测端直接进行边缘计算。然后通过优化机载端与APP的传输方案以及设计云端远程巡检控制方案,实现无人机的机载端实时自动回传检测结果,并上传至云平台。实验表明,该方案无需移动端复杂操控,可实现远程下发巡检任务指令并实时接收检测结果,达到远端人员可快速精准响应的目的。     

一种用于无人机的分布式飞行控制系统设计①

分布式结构已广泛应用于高可靠航空电子设备的设计中。设计了一种基于控制局域网（CAN）的分布式飞行控制计算机,用于在执行飞行任务过程中无人机的飞行控制律解算和系统管理。根据无人机控制的实时性和可靠性需求,提出了一种CAN通信、双端口随机访问存储器（DPRAM）通信和控制任务相互配合的内部通信机制。实验表明根据该通信机制设计的通信方案完全满足无人机控制的实时性和可靠性要求,同时解决了分布式结构引入的数据延时问题。