基于ATMEGA128的飞控数据处理器的设计

本文介绍了用于对某型号飞行器飞控试验中用到的飞控数据处理器的设计思想和方法,该处理器用于对飞控计算机进行程序装载和参数记录。本数据处理器采用模块化设计,基于ATMEGA128单片机采用高速422接口进行实时数据通讯,采用Flash存储器实现了1G字节大容量存储;利用USB2.0接口完成10M字节/秒的高速数据读取。文章给出了单片机的程序装载和FLASH存储时序的详细设计和实现。     

低成本的UTRV三维可视化仿真测试系统设计

相对于常规飞行器,倾转旋翼飞行器原本就对飞控系统有着更高的要求,而其无人化后的产品UTRV(无人倾转旋翼飞行器)对此的需要还要更上一层楼.为了满足开发UTRV飞控系统的需要,有必要开发更加方便的飞控系统仿真测试环境.使用现有货架商品构建了一套UTRV三维可视化仿真测试系统.系统内含可调整的UTRV全飞行包线非线性气动模型,用于提供控制律开发和动态仿真;系统可以方便的替换飞控模块程序进行仿真实验,以此验证控制律;同时,仿真实验全程数据以直观的实时三维视觉仿真方式显示,有利于发现飞控系统缺陷.使用货架商品还大大降低了成本,非常适合中小研究所和大学使用.     

基于USB HID和nRF24L01+的飞行器无线调试系统

为了通过上位机实时采集飞控数据、在线调试飞行器,设计了一种基于 USB HID和nRF24L01+的无线地面调试系统。系统接收飞控数据,并将数据发送到上位机,用于动态显示飞行器状态和后续研究分析;同时系统可以将上位机的控制信号发送给飞控系统,实现在线调试、上位机控制。测试结果表明,该调试系统成本低、实时性好,满足四旋翼飞行器的开发需要。     

基于LabVIEW的四旋翼飞行器姿态监测系统设计

姿态监测是四旋翼飞行器实现正常飞行的主要因素之一,飞控手操控飞行但无法精准地获取实时姿态数据,存在一定的误差且准确性较低;针对以上问题,系统设计采用STM32F103RBT6单片机和MPU9250传感器采集四旋翼飞行器飞行过程中的飞行高度、飞行速度、滚转角以及俯仰角,并将数据传输给上位机LabVIEW软件平台;在虚拟软件平台对四旋翼飞行器的姿态信息进行显示、存储、报警及回放等功能;测试结果表明,姿态监测系统可以实现数据可视化,采集数据的绝对偏差值小于0.5%,提高了四旋翼飞行器姿态监测的准确性,满足了控制小型四旋翼无人机的实际需要。     

基于多传感器的四旋翼飞行器硬件系统设计

四旋翼飞行器由于其简单的机体结构与较为复杂的姿态控制,近年来在军用和民用领域广泛应用。旨在通过四旋翼飞行器飞控平台的搭建,实现对飞行器姿态的稳定控制。首先论述了四旋翼飞行器的飞行原理与机械结构,给出了硬件系统总体结构。在对各功能模块整合的基础上,实现基于多传感器的控制系统硬件电路设计。仿真与实验证明：多传感器使用过程中,通过卡尔曼滤波进行姿态数据的融合,有效地解决了加速度计、陀螺仪易受外界干扰问题,所设计硬件系统在飞行实验中性能稳定,为四旋翼的稳定控制提供了参考。     

基于RTOS的四轴飞行器

针对四旋翼飞行器设计,本文提出一种利用移植Raw-OS实时操作系统的STM32单片机进行飞行系统控制的解决方案。本系统选择低端32位ARM微控器的STM32F103T8单片机作为飞控系统的主控芯片,采用卡尔曼滤波和四元数再结合串级PID控制算法对四旋翼飞行器进行姿态控制,再利用Raw-OS嵌入式实时操作系统的易移植性、实时性、高效性和稳定性,保证了系统控制的速度和信号采样的精度,以实现对飞控系统的实时控制。最后通过实验证实了四旋翼飞行器控制系统设计方案的合理性。     

飞控实时仿真系统构建技术研究

根据飞控实时仿真过程应确保实时性、可靠性等要求,给出了一种集仿真建模、模型下载、飞行状态实时监控、仿真数据离线分析和处理等功能于一体的飞控实时仿真系统的设计,并利用可实现快速原型化技术的Matlab/RTW工具和实时操作系统VxWorks来实现.     

小型四旋翼飞行器试验平台设计

为了实现小型四旋翼飞行器的自主导航,进行自主飞行的相关试验,并为控制器设计和微小型导航系统性能试验等研究工作提供实体验证平台,开展了小型四旋翼飞行器系统的设计.完成了系统的模块化设计,进行硬件电路设计和调试以及平台的搭建,实现导航、控制、通信等功能模块的集成.设计PC机监控软件,完成了基于USB HID协议的操纵杆数据读取,对操纵杆遥控控制模式下小型四旋翼飞行器进行实时监测,实现人机交互、控制方式选择、对飞行姿态和路线的设置、飞行器导航参数的显示等功能,开展了飞行试验,验证所设计平台各功能模块的可行性.     

基于飞控半物理仿真平台的模拟座舱及虚拟仪表系统的研究

模拟座舱及其虚拟仪表作为飞控半物理仿真系统中用户和系统交互的设备,具有重要的作用;利用Visual C++/GL Studio联合开发了虚拟仪表显示界面,并采用Socket通讯接收来自飞行仿真计算机的仿真数据,驱动程序根据相应的数据驱动仪表界面进行演示,向用户反馈飞行器的飞行状态;同时,通过模拟座舱的控制输入设备,将模拟操纵信号输出给实时网络,实现对飞行器操纵的目的;试验表明,该系统具有良好的人机交互界面,使仿真人员产生身临其境的"真实"感觉。     

模型直升机双核飞控系统设计与仿真验证

设计了一种以FPGA和DSP为硬件核心的模型直升机飞行控制系统,以飞控计算机为研究重点,介绍了其硬件结构和软件设计。为验证飞控系统功能上的可靠性,编写了相应的软件,完成了基于数控转台的地面测试实验。在数控转台和地面站两种环境下分别实时测量三轴姿态角,对所得数据的分析表明设计的飞控系统工作正常,数据通路正确,为模型直升机飞控的开发奠定基础。     

碳卫星载荷航空校飞试验飞行航线设计

介绍了碳卫星工作在主平面天底观测和主平面耀斑观测两种观测模式下飞机飞行试验中航线设计方法,充分考虑了由于太阳和飞机运动所引起的观测模式参数变化而引起的飞行航线设计变化,建立了航线设计模型,给出了航线设计准则、具体设计方案及设计结果。通过对比计算数据与实际校飞试验数据,对航线设计进行误差分析,验证了航线设计方法的有效性和精确性,所设计的航线满足试验要求。该方法同样适用于其他敏捷目标观测航线设计。     

基于多旋翼无人机的电力巡线飞控系统研究与实现

为解决目前贵州电网所开展的无人机可见光摄影巡线工作中存在的效率慢、自动化水平低等问题,本文结合摄影测量学原理,针对无人机在电力巡线作业中特殊的飞行需求,基于飞控SDK二次开发平台,设计出一套无人机智能电力巡线飞行控制系统.本文将从电力巡线飞控系统设计、电力巡线航线设计原理、基于飞控SDK的开发原理以及飞行控制重要功能实...     

试飞数据平台数据架构设计与应用

试飞数据是民机飞行试验的重要产物,具有测量参数数量大,数据体量大,飞行试验数据与试飞任务信息关联性强等特征,支撑飞机型号取证与设计优化等任务。试飞数据平台数据架构对多源异构数据集成接入、多类形态数据存储管理、多种层次数据处理分析等技术进行了研究,采用湖仓一体的关键技术和方法打造试飞数据全集。试飞数据接入采用流批一体的数据处理技术,融合Spark和Flink主流数据处理引擎,具备试飞数据快速入库能力。提出按秒聚合方法,具备PB级多维度试飞数据压缩存储功能,存储性能提升近10倍；采用以秒为索引条件支持快速检索,强化数据湖查询能力。研究数据仓库技术,设计试飞数据多层数据模型,具备多维信息精细查询,多层数据灵活钻取,多功能自定义函数集成等功能,并成功应用在某型国产民机的飞行试验数据管理中,服务于试飞数据用户,提高了试飞数据管理效率与试飞数据应用价值。     

基于多Agent的水质监测断面优化布设研究

针对条件恶劣、空间受限的飞行目标测试环境中对其数据采集存储系统的低功耗和微型化的要求,本文提出了一种采用MSRAM作为数据的主要存储介质,结合FPGA芯片AGL030作为主控制部分的微型化数据采集存储方案。并对电路的采集存储、节能、延时进行了软件设计,对相关功能的实现进行了仿真,调试后采集存储电路工作稳定,采集存储数据回读拟合波形完整。该采集存储系统最终被成功应用于某型号的飞行炮弹数据记录中。     

飞机信息数据系统测试平台的研制

随着大气数据计算机、飞行参数记录系统、综合导航系统、发动机参数记录系统等一大批综合电子化设备加装飞机,对其进行可靠和有效的综合维修,部队需求在不断增加.首先从部队实际出发,分析介绍了飞机信息数据系统测试平台研制的必要性,并基于PXI总线技术设计思想,从系统软硬件的角度介绍了测试平台的组成和设计方法,并阐述了系统设计过程中所采用的主要技术.研制结果表明,该系统可实现一系列机载电子设备的综合自动化测试与维修,具有良好的推广应用价值.     

捷联惯导系统测试中仿真轨迹的设计与分析

由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统性能测试又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数.针对捷联惯性导航系统进行测试的飞机仿真飞行轨迹的设计方法.方法将飞行轨迹分解成若干任务段,根据实际需要,通过自由组合这些任务段,得到一条完整的飞行轨迹.据此设计了一条仿真轨迹并对该轨迹进行了性能分析,结果表明设计方法不仅能够较好的模拟飞机的实际飞行状态,更能有效的检验捷联惯性导航算法的精确性和可靠性,应用效果令人满意.     

飞行试验监视系统数据库设计与规划

飞行试验中 ,需要对地面数据采集与处理系统设备进行状态设置 ;飞行试验结束后 ,要读取已经存储的数据记录中的参数 ,这就需要设计一套数据库系统专门对上述两个问题进行管理和设置。该文对飞行试验图形监视系统数据库的结构设计进行了探讨 ,并分析了数据库管理界面开发的可行性     

基于区块链技术的航班协同运行保障系统架构设计

在民航领域的航班协同运行保障过程中,传统的信息共享方式存在数据外泄、记录篡改、数据难追溯、数据难监管、隐私难保护等问题,提出一种由机场、航空公司、空管以及地服公司协同参与的区块链架构——航班信息共享链架构。根据航班运行过程中的实际流程与需求,从层次结构、网络结构、访问事件监管机制与多通道设计四个方面设计该架构,进而形成一种新型航班协同运行保障系统架构。实验结果表明,该架构不仅能够满足航班协同运行保障系统需求,还减少了单节点存储容量,更好地实现了航班协同保障参与方之间的动态信息共享。     

The automation design advisor tool (ADAT): Development and validation of a model‐based tool to support flight deck automation design for nextgen operations

NextGen aviation will require an even greater reliance on automation than current‐day operations. Therefore, systems with problems in human–automation interaction must be identified and resolved early, well before they are introduced into operation. This paper describes a research and software development effort to build a prototype automation design advisor tool (ADAT) for flight deck automation. This tool uses models of human performance to identify perceptual, cognitive, and action‐related inefficiencies in the design of flight management systems. Aviation designers can use the tool to evaluate and compare potential flight deck automation designs and to identify potential human–automation interaction concerns. Designers can compare different flight management systems in terms of specific features and their ability to support pilot performance. ADAT provides specific, research‐based guidance for resolving problematic design issues. It was specifically designed to be flexible enough for both current‐day technologies and revolutionary NextGen designs. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

基于多信道无线传输的旋翼载荷测试技术研究

直升机旋翼系统载荷和强度飞行试验是对真实大气环境中旋翼系统应力载荷谱的研究,它提供的真实数据是理论计算所不能提供的;因此旋翼系统载荷试飞是直升机设计定型试飞中极其重要的项目;针对直升机旋翼系统载荷测试技术需求,采用模块化、冗余度和高集成的设计理念,通过多信道无线传输设计等技术,将采集的动态载荷数据调制、发射与解调,实现了多通道、高带宽和精同步的旋翼系统载荷数据采集与监控;该技术对于直升机旋翼系统载荷试飞中遇到的类似问题具有一定的借鉴意义。