高精度小型无人机空速测量系统设计

空速是无人机重要测量参数之一,介绍了无人机空速测量原理,论述了系统硬件组成和软件设计。针对指示空速和动压之间的非线性函数关系,提出非均匀线性插值算法进行拟合,在解决单片机计算能力不足的基础上保证了解算精度。实验表明:该系统相对误差小于0.15%,具有精度高、体积小、稳定性和抗干扰性强等特点,满足空速测量系统设计要求。     

一种新空速概念及计算方法

空速的准确测量对飞机的导航、操纵与安全性检测具有重要意义.通过对现有的真空速与指示空速的测量、计算方法进行研究,提出一种新空速的概念——标准大气空速.建立了标准大气空速的计算方法;给出了标准大气空速的测量方法;阐述了标准大气空速的意义.Matlab仿真结果表明,标准大气空速测量方法简单,适用范围大,解算精度高.在高度为0 ～ 20 km、速度为100 ～ 2000 km/h内相对真空速的最大误差为1.16％,可以代替真空速.且计算公式简单,适合工程应用.     

基于单片机的无人机指示空速测量系统设计

介绍了一种基于单片机的无人机指示空速测量系统的设计与实现;论述了系统的硬件组成和算法设计.针对指示空速与动压的函数关系式,提出了线性插值算法的设计方案,系统相对误差控制在2%以内.测试结果表明:该系统具有良好的稳定性,能实时、高精度地解算并输出指示空速值.     

基于CFD方法的前支杆试飞测量装置误差分析

准确可靠的大气数据信息对飞行器的安全至关重要.处于研制阶段的大气数据系统往往存在一定程度的误差,需要在试飞阶段予以校准.试验机上加装的试飞测量装置要求尽可能地接近未受扰动的气流,同时减少对飞机已有大气数据系统的影响.采用计算流体力学方法,对某型民机进行数值模拟,确定了前支杆试飞测量装置的安装位置和长度,获得了前支杆的位置误差并评估了对飞机已有大气数据系统的影响.研究表明,选定前支杆长度情况下,前支杆测量的静压测量误差引起的高度误差偏大,对现有大气数据系统静压亦有一定影响,对迎角影响较小.这一结果可作为某型民机确定空速校准方法的依据,亦可作为其他飞机在空速校准方案选用方面的参考.     

微型智能低空速传感器的设计

利用大气中的两个物理参量大气静压力、大气动压力和空速的关系,分别用两个高精度压阻式绝对压力传感器对大气静压力和大气动压力进行测量,再用温度传感器对两个绝对压力传感器的测量值进行温度修正,将修正值作为多层感知机神经网络的输入,空速值作为输出.对标准或实验数据采用动批量法进行网络训练,得到网络各层的权值和偏置值,由此可以确定在任意静压力和动压力输入作用下,网络输出估计的空速值,最后借助数字信号处理器芯片实现微型智能低空速传感器的设计.实验结果表明通过训练、学习的传感器具有更高的精确度,同时能够很好地抑制时间漂移.并且很好地解决了低空速测量误差大的问题.     

多气参测量的压力型基准大气数据系统研制

针对某飞行器嵌入式大气数据传感(FADS)系统的飞行试验校准问题,研制了一套压力型姿态角测量的多气参基准大气数据系统。设计了可实现高线性度、解耦的压力型姿态角测量空速管,并配套研制了大气数据计算机。解决了有限空间内多气路之间密封、同时精确取气和压力测量、飞行器机体干扰下的风洞试验标定、多参数拟合修正的气参解算等难题,获得了机体干扰下的空速管测量修正解算公式,实现了基准气参的高精度测量。在完成基准空速管的风洞试验标定和联调试验后,实现了对全系统正常工况下的飞行参数测量精度及系统稳定性考核,最终成功应用于飞行试验中。     

基于ARM的无人机真空速测量系统设计

设计了以ARM微处理器为核心的中央控制处理单元,用于无人机真空速测量系统中。通过公式分解,并采用线性低次插值算法,有效解决了真空速解算公式复杂的缺点;同时利用ARM的UART串口总线,实现了传感器输出特性曲线、真空速的上位机实时显示,使系统相对误差控制在2.5%以内。测试结果证明了该系统具有良好的实效性和稳定性、精度高,优于传统的测量装置。     

一种小型无人机大气数据测量系统设计

针对现有的无人机大气数据测量的设备种类稀少、价格昂贵、精度偏低等问题,设计了一个小型无人机大气数据测量系统样机。结合无人机大气数据测量系统的工作原理,选用32位高速处理芯片(AVR32UC3B0256)、新型数字式压力传感器BMP085,以AVR32 Studio为开发平台,采用去最值滑动平均滤波算法进行数据处理,实时测算出飞行参数。经实验验证,所设计的系统具有实时性、低功耗、小型化、低成本等特点,能较好地完成无人机气压高度、指示空速、温度等大气数据的测量,有较强的现实意义。     

锥体弹头的嵌入式大气数据传感系统组合算法

嵌入式大气数据传感（FADS）系统空气动力学模型基于钝头体推导,该模型适用于锥头体解算大气数据,但存在一定的模型误差.为消除模型误差,分析了锥头体模型误差产生的机理,提出了一种FADS系统组合算法,并对某一典型锥体弹头进行了仿真验证.仿真结果表明：动静压相对误差在0.05％以内,每组大气数据解算平均耗时在20 ms以内,该算法有效提高了大气数据解算精度和实时性.     

数据融合技术在高度测量系统中的应用

飞行器针对不同的飞行高度采取了无线电高度和大气高度测量,两种高度在单独使用时存在很多不足之处。首先简要介绍了无线电高度和大气高度的测高原理,对比了两种不同测高原理的优劣;其次,介绍了数据融合的基本概念,并利用数据融合技术,从原理上对两种测高方法进行融合解算分析;最后,针对具体的项目,完成了数据融合技术在无线电高度和大气高度综合测量系统中的软硬件实现。     

基于FPGA的无人机气压高度测量系统设计

从无人机气压高度测量的原理出发,介绍了数字式气压高度测量系统的组成和工作原理,并详细论述了测量系统各组成部分的电路设计以及程序设计流程图,最后通过测试验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性,分析了系统的误差来源.由于FPGA具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点,有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题.     

二维超声波风速风向传感器设计

风是气象预报中的一个重要的要素,准确地预报风速,对人们的生产生活都有一定的影响。二维超声风传感器是气象与工业中最重要的风速测量方式之一,在传统的超声波测风仪器的基础上,通过测量空气温湿度来进行准确的调节,补偿了雨雾等环境因素的影响,设计一种基于STM32处理器的200 kHz全天候超声测风仪,通过实验证明：该装置可以实现全天候精确测量风速风向,测量误差小。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

一种矿井风量检测仪的设计

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。     

高精度温度快速测量系统设计

介绍了一种高精度快速温度测量系统,实现对温度的实时测量。系统基于AT89C51单片机,应用了一种快速响应高精度热电偶作为温度测量端,采用高精度数字温度计DS1624测温作为热电偶的冷端补偿。对获得的数据进行数字滤波,同时实时显示,很好地解决温度快速测量问题。     

基于PLC的矿井通风机性能测定系统研究

针对现有的基于单片机的通风机性能测定系统存在编程难、不易懂,稳定性和可靠性不高等问题,介绍了一种基于PLC的矿井通风机性能测定系统的设计,详细介绍了该系统的工作原理、硬件组成和软件设计。该系统采用分布式测定方法,在完成对通风机风速、相对静压、轴温、大气压力、相电流、相电压等参数实时采集的同时,还可计算出通风机风量、功率、效率等参数;采用PLC作为测定终端系统的核心控制部件,保证了整个系统的稳定性和可靠性。     

基于恒温差的热膜风速测量方法研究

风速测量是流体流速测量领域中的重要组成部分,对于保证产品质量、提高生产效率以及节约能源都具有非常重要的意义。针对热扩散原理进行了深入的研究,确定了在恒温差状态下风速和加热功率的关系,通过恒温差控制电路改变供电电流补充气流带走的热量,该测量方法消除了环境温度变化的影响。实测结果表明：本恒温差风速测量方法有效地增加了测量范围、提高了测量精度,为风速测量提供了新方法。     

基于双目视觉的飞行目标落地速度测量方法研究

为了测量飞行目标落地速度,采用放置在落弹点区域附近的凝视等待式双目视觉摄像机,高速摄影交汇测量飞行目标的落地速度。根据不同时刻质心的空间三维坐标,用最小二乘法对目标航迹进行拟合,建立了目标三维空间轨迹的多项式函数,对多项式函数求导得到目标的飞行速度。实验与理论分析表明：采用的速度测量方法测量误差小于2％,测量方法正确、可靠,为飞行目标的速度测量提供了一条新的便捷可靠的途径。     

火电厂锅炉一/二次风速测量技术的现状与发展

火电厂锅炉一/二次风速的准确快速测量对锅炉的燃烧调整和安全经济运行起着极为重要的作用.一/二次风速测量技术种类繁多,其中差压式风速测量技术应用较为广泛.全面介绍了当前基于多种风速测量技术的测量仪器的工作原理、优缺点和适用范围,阐述了风速测量技术的发展趋势与测量仪器选用原则;同时,指出在实际应用中,应根据实际情况做合理的...