基于PowerPC和FPGA的小型无人直升机飞行控制计算机系统设计

针对小型无人直升机体积小、负载轻和飞行控制计算量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统设计方法,该设计主处理器采用MPC8280通用嵌入式双核处理器,从处理器采用XC3S400FPGA处理器;PowerPC多任务软件基于VxWorks实时操作系统,FPGA软件采用多进程结构;相比传统的飞行控制计算机系统,基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统具有结构紧凑、功耗低、处理能力强、实时性好和资源利用率高的特点;采用基于Pow-erPC和FPGA的飞行控制计算机系统的小型无人直升机实现了自主飞行,验证了该飞行控制计算机系统设计的有效性和合理性。     

全数字通用飞行仿真平台的设计与实现

针对作战训练并验证先进飞行控制律,设计一种全数字通用飞行仿真平台。介绍该平台的总体结构,在建立飞机动力学模型和通用飞行仿真数据库的基础上,阐述各模块的功能和创建方法,以某型无人机为例,对平台进行仿真验证。结果表明,该平台直观性强,输出参数准确,能较好地模拟真实飞行。     

通用飞机验证试飞智能辅助测试系统需求研究

根据当前通用飞机验证试飞测试的实际需要,针对通用飞机体积小、重量轻、试飞周期短等特点,基于人工智能技术提出了一套适用于通用飞机验证试飞的智能辅助测试系统需求,为通用飞机验证试飞智能辅助测试系统构架研究提供支撑。智能辅助测试系统需求包括从采集记录、座舱影像记录等环节提取的机载试验设备需求和从数据传输、数据存储、数据处理等环节提取的地面智能辅助系统需求两大部分,依据该需求构建的系统可实现对测试数据进行实时综合分析评估并反馈,辅助试飞工程师和试飞员全面掌握验证飞行情况,及时调整飞行状态、操作程序,从而为试飞适航验证提供技术支持,并实现提高试飞效率、缩短CCAR23部类通用飞机型号科研试飞与适航验证试飞周期、降低试飞成本的目的。     

基于性能的导航飞行程序自动化管理仿真研究

民航飞机按照性能的导航(Performance Based Navigation,PBN)飞行程序自动飞行,能够极大地提高飞行的自动化程度。但是利用模拟机来验证PBN飞行程序周期长,成本高。虽然利用计算机仿真系统来验证PBN飞行程序效率高,但难点在于飞行程序的读入、飞行程序三维构建以及飞机模型建模。为此提出了实时仿真验证系统的实现框架,以飞行动力学以及运动学为基础,实现了导航系统的建模,对飞行程序数据利用XML格式进行转换并读取,然后对飞行程序利用三维形式进行展示,同时利用Geometry Clipmap和Clipmap结构来实现地形的构建和渲染。仿真结果表明,系统能够实现对PBN飞行程序的读取、解析、三维航路构建以及实时飞行验证。PBN飞行程序仿真验证系统的实现,确保了飞行程序设计的完整性、有效性和可用性,降低了模拟机飞行验证的成本。     

基于ARM的小型无人机飞行控制器设计

飞行控制器是无人机飞行控制系统的核心。采用ARM做为微处理器，结合MEMS传感器设计小型无人机飞行控制器。分析系统的功能和结构,并分为微处理器单元、导航传感器单元和气压传感器单元分别进行详细的功能和结构介绍。此设计符合飞行控制器的性能好、可靠性高、综合化能力强的发展趋势，具有广泛的应用前景。     

飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台,以并行化计算思想设计系统总体框架,通过OpenMP多线程并行多核编程技术和单程序多数据流技术实现飞行动力学系统和飞行控制系统的并行解算。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,能以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。以Beaver多模态自动驾驶仪仿真设计为例进行验证,结果表明该平台具有执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。     

基于Stateflow的多模态飞行仿真研究*

为了验证非线性飞机模型下飞行制导系统和多模态飞行控制律设计的正确性,提出了基于Stateflow的多模态飞行仿真验证方法.首先建立了飞行仿真系统结构框架和飞机六自由度非线性数学模型,并进行控制律设计,通过预定航路点信息和飞机模型解算的飞行参数实时获得制导信息,采用Stateflow完成典型飞行模态之间的逻辑切换,实现了预定航迹多模态的飞行仿真.实验结果表明,系统结构易于扩充和移植,该方法可以有效地验证飞行制导系统和控制律设计的正确性.     

基于存储过程的通航飞行数据处理系统

为满足低空开放和通用航空发展的迫切需求,提出通用航空飞行数据处理系统的设计方案。根据通航特点及业务流程,详细给出系统总体框架及功能的设计方法,针对通用航空突发大批量数据需实时处理的性能需求,采用基于存储过程的数据库访问技术,给出飞行数据处理系统的实现方法。工程应用及测试结果表明,该系统能够满足通用航空飞行数据处理的功能及性能需求,为保障通用航空器安全飞行提供技术参考。     

基于Spark的飞机试验数据预处理技术研究

飞机飞行试验是飞机交付运营前的必要环节。在飞机飞行试验过程中会产生大量的试验数据,这些数据对飞机的研制、定型、改进具有重要意义。传统的试验数据预处理技术多采用单机工作模式,无法快速处理海量试验数据。鉴于此,对基于spark分布式内存计算技术进行了研究。通过预先剔除参数组中不存在于当前数据文件中的参数群,减少分布式集群间的数据通讯与航空领域429协议、232协议、664协议的数据预处理时间,提高飞行试验的效率。最后,选择30GB飞行试验数据作为实验对象进行验证。结果表明,该方法有效地提高了数据解析效率,克服了传统数据处理方式效率低下,单个机器内存和CPU等硬件条件不足的问题。     

飞行仿真实验中飞机飞行参数与坐标系变换

飞机姿态控制是飞行仿真试验中的一项重要课题．OpenGL是飞行仿真试验中常用的图形交互平台。要在OpenGL平台上实现飞机飞行参数对飞机飞行姿态的控制．其主要工作是完成飞机飞行参数与OpenGL中坐标系的变换。详述了在飞行仿真试验中飞机飞行参数与坐标系变换的相关问题，并依据OpenGL的一些基本变换函数解决了飞机飞行参数与OpenGL中坐标系的变换问题，实现了飞行仿真试验中飞机飞行参数对飞机姿态的控制。     

航班信息显示系统中公共信息显示问题研究

随着显示设备的性能及机场市场意识、服务意识的不断提高，对信息显示系统的多样性和开放性提出了更高要求。文中着重对航班信息显示系统中的公共信息显示问题所涉及的信息存储更新、显示控制、计费等问题进行了研究，给出了相应集成解决方案，具有实际推广应用价值。     

飞参数据驱动的实兵演练回放系统

为满足实兵演练的飞参数据从不同视角进行可视化的需求,研制开发了飞参数据驱动的实兵演练回放系统.介绍了系统组成、主要功能和实现方法,给出了系统组成框图和信号流程,研究了系统实现的关键技术,包括飞参数据解译、飞参数据奇异点剔除、飞参数据插值平滑处理、采用MapX组件的二维态势显示以及采用Mantis作为开发平台的三维飞行再现.整个系统场景逼真,信息丰富,基于事实,为部队和机关对实兵演练进行讲评或者研究新战法提供了一个新的平台.     

基于ARINC661规范的驾驶舱显示系统设计方法研究

驾驶舱显示系统是航空电子系统中的重要组成部分.随着航空电子技术的高速发展,驾驶舱显示系统的综合化、模块化和人机交互的要求都越来越高,ARINC661规范的诞生就为设计符合人机交互需求的驾驶舱显示系统提供了行业规范.首先对ARINC661规范进行了解读,给出了典型的基于ARINC661规范的显示系统的基本组成,进而提出了...     

直升机仿真座舱中多功能显示器的研制

多功能显示器是直升机工程模拟器座舱航电仿真系统的重要组成部分,该系统对于飞行品质评估、飞机的动态特性研究、飞行模拟训练和制导与导航精度评估具有重要作用。主要介绍了利用半实物对多功能显示器进行仿真的过程,并且详细阐述了如何利用Vega来开发图像的仿真过程。该系统硬件与计算机之间的通讯采用了CAN总线技术协议,系统之间的通讯接口遵循Windows套接字规范。实践证明,该系统具有结构简单,信息准确,图像逼真,实时性好的特点,已成功应用于某型号直升机飞行仿真系统。     

基于正十二面体模型的视景显示系统

全视场的视景显示系统是飞行模拟器设计实现的一个技术难点。本文以高速喷气式飞机模拟器为背景,讲述了一种正十二面体结构的多通道板块式视景显示系统,并从其几何结构出发,通过对五种柏拉图实体的比较,了解到正十二面体结构在光学显示上具有很大优势。此外,该显示系统还有结构紧凑、成本低等优点,充分说明该显示系统是实现高速喷气式飞机模拟器全视场显示的最佳方案。     

FPGA在飞行仪表字符图形产生器设计中的应用

介绍飞行仪表字符图形产生器的工作原理和实现方法，并提出了一种针对飞行仪表显示图形特点的新型帧存结构．该帧存结构具有双缓冲和自动消隐等特点。文中讨论了采用大规模可编程逻辑器件FPGA设计的视频控制器和帧存控制器的方法。最后，重点介绍自动消隐帧存的原理和设计方法，该方法能大大加快飞行仪表显示画面的生成速度。     

浅谈数据库触发器在机场航显系统中的应用

本文主要讲解如何通过数据库触发器来处理航班登机口变更在航显(航班信息显示系统,下同)屏幕上的显示,从而提醒旅客到正确的登机口进行登机。     

Comparison of helmet-mounted visual displays for flight simulation

The objective was to determine if there are performance differences among pilots accomplishing simulated aerial refuelling using five different visual display configurations. The displays were all used in the A-10 cockpit of the Advanced Simulator for Pilot Training (ASPT). The configurations were (a) a helmet-mounted binocular display, (b) lead lanthanum zirconate titamate (PLZT) goggles (binocular) used with one channel of the ASPT display, (c) a helmet-mounted biocular display, (d) the ASPT 300° field-of-view (FOV) dodecahedron display, and (e) the ASPT display masked to present an FOV equal to that of the helmet-mounted displays. Forty subjects participated in this effort: eight per display condition. After an initial practice period, the subject's first task was to estimate distances behind the refuelling tanker while the A-10 was flown automatically to the contact position. The pilots then flew the refuelling task three times. Dependent variables measures were the oscillation of the A-10 receiver receptacle around the centre point of the acceptable refuelling boom movement envelope in three dimensions. The results show that the subject's ability to estimate distance does not differ significantly among the display configurations. Although performance measures were recorded during both the approach and contact phase of the refuelling task, a computer malfunction negated the value of the approach measures. Measures obtained during the contact phase clearly indicate the value of a wide FOV and of stereoscopic depth cues. Optics in front of the eyes were shown not to be detrimental, and the helmet-mounted stereoscopic display proved superior to the PLZT goggles.     

基于采煤机嵌入式显示屏的反色显示和轮换显示

采煤机嵌入式显示屏应用广泛,由于显示屏面积较小,显示的内容有限,该文提出了基于采煤机嵌入式显示屏的反色显示和轮换显示的方法。该文介绍了这种方法的实现过程,实验结果及分析,充分利用反色显示和轮换显示的特点,使嵌入式显示屏内容生动、丰富,体现出了用户正在操作采煤机的具体对象。经过测试,这种方法稳定、高效,用户对采煤机的运行状况一目了然。     

基于Skyline技术的飞行过程再现

利用Skyline技术开发一种低成本、能够在普通PC上运行的飞机飞行过程再现软件。实现完整、准确、逼真地再现飞行过程,为飞行安全分析、飞行事故调查、飞行训练质量评估、飞行员操纵品质评估提供准确、客观的依据。