基于振筒式压力传感器的某型检测系统设计

针对飞行器全静压系统的检测需求,设计实现了以80C552单片机为控制核心、基于振筒式压力传感器的自动检测系统,论述了系统的总体构成,重点设计了提高振筒式传感器测量准确度配套电路和测量显示组件.系统的实现提高了飞行器全静压系统的检测自动化程度,具有检测速度快、准确度高、判读直观、可靠性高和操作简单的特点,在实际测试中运行良好,性能稳定.     

空天飞行器质量特性管理系统设计与实现

质量特性作为空天飞行器总体设计的关键控制参数,与飞行器总体性能和技术指标密切相关,其设计与控制贯穿空天飞行器研制全过程。基于数字化设计环境和飞行器数字样机,提出了全飞行器质量特性管理系统方案,并在此基础上开发了原型系统,对设计思路进行了验证。相比于传统质量特性的计算及管理方法,该系统可有效提高设计效率,实现飞行器质量特性全寿命周期的动态可控、可见和可追溯。该成果后续还可推广应用于其他航天器研制。     

飞机全静压测试系统设计

飞机全静压测试系统是机务人员在航线以及内场工作时测试飞机全静压系统的主要设备,需要按照测试要求提供准确可控的气源.系统以比例阀为核心器件,自主进行了硬件设计、软件设计、气路和结构设计,最终完成的样机能够按照测试人员的简单指令,为飞机全压、静压系统分别提供高精度的气源,实现自动测试,控制精度达到1.6％,实现了全自动测试和设备的自主维护,可以节约民航领域相关测试环节的成本.     

基于增量式PID控制的全静压测试系统设计

针对现阶段全静压测试设备结构复杂、成本高,自动化程度低、效率低的问题,提出一种基于增量式PID控制的全静压测试系统的设计方法;系统通过STM32单片机完成核心控制任务,实现对密闭容器及管路中压力的精确控制,并完成压力的自动测量和相关飞行参数的显示;实验证明该系统具有响应速度快,超调量小等优点,并且能达到全静压系统测试精度的要求;该全静压测试系统成本低廉,通用性强,使用方便,测试周期短,适合于多种机型,具有较好有应用前景。     

飞行器的短期冲突检测仿真系统

在空中交通管制系统的研究中,关于飞行空中有效防止飞行器之间和地面障碍物间的碰撞问题,为解决飞行器在运动环境下短期冲突检测,提出设计了虚拟飞行器的短期冲突检测仿真系统,实现系统的结构和系统建模等过程.系统仿真了飞行器的飞行、起降和滑行等运动,对设计的卡尔曼滤波的分层检测算法进行了验证,实现了飞行器的短期冲突检测.仿真结果表明,算法对飞行器的状态进行了可靠的预测和判断,对飞行器的短期冲突检测实施了有效的预警,为空中交通通畅提供了保证.     

无人飞行器综合检测控制系统

分析了无人飞行器系统构成,对其综合检测控制系统功能和实现技术进行了分析和研究,探讨了通用化无人飞行器检测控制系统方案,针对具体无人机系统进行了设计和实现,实际应用表明本方案具有通用必和很强的工程实用性。     

基于知识的飞行器外形设计系统研究

针对飞行器外形设计的复杂性、往复性特点,提出了基于知识的飞行器外形设计系统体系结构。利用飞行器方案设计专家系统推理的结果,开发了基于UG平台的飞行器外形设计系统,实现了飞行器外形的自动式建模和向导式建模。融合飞行器外形设计的设计规则和经验知识,设计了基于UG/KF的飞行器各部位的知识特征模型。由此设计完成的飞行器外形模型可脱离该设计系统进行修改设计,从而满足了重复设计的需要,提高了设计效率。     

飞行器性能样机虚拟试验系统研究与实现

为实现航天飞行器研制中性能样机模型的充分利用,提出了飞行器性能样机虚拟试验系统的总体方案,通过试验基础数据库、试验数据管理、验证辅助工具、虚拟试验应用等子系统划分和工作流程设计,提供对虚拟试验的全流程支持。系统突破了试验数据对象化管理、试验流程建模等关键技术,并基于虚拟试验支撑平台VITA完成了相应系统实现,在多个飞行器研制过程中开展了典型应用。     

基于物联网的空间飞行器姿态监测系统设计

针对传统监测系统监测精准度低,导致监测效果差的问题,提出设计一种基于物联网的空间飞行器姿态监测系统。根据监测系统结构图,对上位机进行实时监控,调控飞行器姿态,构建数据库,存储并记录参数指标,由此设计硬件框图;构建对话框,分析界面和相应程序功能,改进系统软件监测功能程序流程,根据显示的空间飞行器飞行姿态数据变化情况,对数据通信模块、控制模块展开分析,并添加emWin移植界面,完成基于物联网的空间飞行器姿态检测系统设计。实验结果表明,该系统监测时间较短,检测精准度高,大幅度提高了系统的监测效果。     

飞行器供配电系统地面通用测试接口设计

供配电地面测试负责为飞行器提供模拟供电、控制状态切换、采集并传输系统状态信息,配合完成全飞行器全周期的综合测试任务;飞行器与地面测试系统之间接口复杂,各项目接口方式也不统一,导致测试系统中专用设备比例仍然很高,设备继承性和互换性不强,研制费用高;首先简要介绍了供配电地面测试系统的基本功能和设备组成,明确各组成部分之间的能源流和信息流,然后对供电、控制、测量的典型接口电路进行分析,从实现方式上进行简化和归类,最后提出基于先进背板总线架构的模块化板卡方案实现测试设备的接口通用化设计;经实际产品研制和系统测试,能够满足飞行器从综合试验到靶场测试发射的全生命周期测试需求,已在两个项目中实现产品共用,经济效益明显,为电气系统地面测试设备通用化研究提供了支撑。     

飞翼飞行器嵌入式大气数据传感系统算法研究

介绍了嵌入式大气数据传感(FADS)系统的测压孔布局和压力模型;分析了超定线性方程组的解法,并用广义逆矩阵A+计算其最小二乘解;建立了形压系数ε与马赫数M∞、迎角α和侧滑角β的确切的函数模型;提出了故障点的处理方法;并用神经网络实现对动压、静压的求解。计算结果表明:飞翼飞行器的FADS系统的算法能够满足设计要求。     

空天飞行器总体布局快速设计系统研究与实现

飞行器总体布局设计作为空天飞行器总体设计的核心工作之一,与飞行器总体性能和技术指标密切相关,其设计与控制贯穿空天飞行器研制全过程。基于空天飞行器总体布局“五约束”、“六要求”、“十流程”,提出了空天飞行器总体布局快速设计系统方案,并基于CATIA VPM数字化设计环境开发了原型系统。工程实践结果表明,文章提出的系统方案解决了飞行器外形、结构布置、系统布置和质量特性快速精细化设计及总体布局设计难以自动调整、快速迭代优化的难题,实现了飞行器外形、结构布置、仪器设备的参数化、实体化、具体化、可视化及质量特性动态分析与评估。该成果后续还可推广应用于其他航天器研制。     

四轴飞行器姿态控制系统设计

四轴飞行器具有不稳定、非线性、强耦合等特性,姿态控制是四轴飞行器飞行控制系统的核心;通过分析四轴飞行器的飞行原理,根据其数学模型和系统的功能要求,设计了四轴飞行器的姿态控制系统;该系统采用stm32系列32位处理器作为主控制器,使用ADIS16355惯性测量单元等传感器用于姿态信息检测;系统基于模块化设计的思想,各传感器都使用数字接口进行数据交换,结构简单;使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,实验结果表明,飞行器能较好的稳定在实验平台上,系统满足四轴飞行器室内飞行姿态控制的要求.     

飞行器大气数据传感器布局分析设计

在对大气数据系统的功能和大气数据传感器的基本工作原理进行介绍的后,详细的分析了大气数据传感器安装要求.经过理论分析,提出了一种利用计算机仿真CFD软件定位大气数据系统传感器位置的设计方法.并以某型号飞行器为例,从静压的要求入手,详细的阐述了数据的建模,确定飞行器构型,选点,数据对比分析,确定最终位置和角度.本方法对于飞行器设计初期,特别是风洞试验和试飞前大气数据探头的位置确定具有实际意义.     

基于DSP四旋翼飞行器姿态控制系统硬件设计

姿态控制是具有六自由度四输入欠驱动系统的四旋翼飞行器飞行控制系统的核心,文章基于DSP对飞行器的姿态控制系统进行硬件设计。设计采用TMS320F28335作为主控制器,使用ADISl6355惯性测量单元进行姿态信息检测,超声波传感器进行高度的测量。多次室内实验表明,所设计硬件系统性能可靠,满足飞行器姿态控制的要求。     

全状态受限飞行器的自适应有限时间姿态控制

针对全状态受限飞行器系统的姿态跟踪,构建了一种新的自适应有限时间跟踪控制器,以消除经典反步法中由于对虚拟信号求导所导致的计算复杂性问题,并保证飞行器姿态系统中所有状态均限制在设计区域内。对于飞行器系统非线性模型中的未知部分,采用神经网络进行逼近。在此基础上,设计了误差补偿机制用于补偿滤波误差,并使用障碍李雅普诺夫函数证明了尽管存在输入饱和,但是飞行器的姿态仍然可以在有限时间内以一定的精度跟踪期望信号。最后,对该控制方法进行了仿真验证。     

飞行器控制系统全功能等效与故障检测系统设计与实现

文章重点介绍了飞行器控制全功能等效与故障检测系统的研制目标、设计思想、硬件结构、测试软件的构成以及各种测试应用界面等。利用PC总线和VI技术使该系统具备对飞行器地面测试发射设备的智能化在线监测能力，同时对地面测试发射设备在工作中出现的问题能够进行故障检测。     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

嵌入式大气数据传感系统的求解算法研究

嵌入式大气数据传感系统是一种依靠嵌入在飞行器前端的压力传感器阵列来测量飞行器表面的压力分布,并由此压力分布通过求解非线性方程组间接获得飞行参数的先进飞行数据传感系统;介绍了嵌入式大气数据传感系统及其主要的求解算法,主要包括加权最小二乘法、三点法和神经网络方法,针对每种算法分别给出了其迎角、侧滑角和动压、静压的求解公式,最后对3种算法进行了比较,结果表明神经网络方法相对与其他两种方法来说是比较理想的FADS系统的求解算法。     

基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统设计

传统方法在异常导航信号信噪比较低时对小型飞行器异常导航信号的检测效果不理想;设计并实现了一种基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统,硬件设计时着重于ASCX传感器模块、异常导航信号检测模块、主控基站模块、3G/GPRS传输模块的研究,3G/GPRS传输模块的硬件设计中,通过功耗低体积小的CC1100完成异常导航信号的收发,传输过程中通过芯片STCI2C5410AD完成电容的平衡转换,选取了MC3486进行电压的转换,最终实现异常信号数据的安全快速传输;最后进行仿真实验,实验结果证明,相比传统系统,所设计系统检测到的小型飞行器异常导航信号同实际测量的异常导航信号具有较高的匹配度,与实际值相比,误差小于1 dB,适合推广使用.