无人驾驶飞机机载传感器数字化研究与应用

综述了几种不同型号的无人驾驶飞机机动数字式大气数据传感器测量系统的应用研究，着重介绍了一种小型数字式高度－空速测量系统的实现方法．该系统由小型硅压用传感器和微处理器组成，可以满足研制中的小型无人机机载数字式自动驾驶仪的要求．这种测量系统体积小、重量轻、性能价格比高，可望在其它低成本无人驾驶飞行器上得到广泛应用．     

基于氧化锆的小型化机载氧气传感器设计

飞机通过氧气传感器对氧气系统氧分压值进行实时监测，现有氧气传感器在测量原理、测量精度、外形尺寸等方面难以满足飞机氧气系统氧分压测量需求。文章设计了一种基于氧化锆的小型化机载氧气传感器，无需参比气体，能够满足机载氧分压测量需求。介绍了传感器的测量原理和详细设计方案，搭建氧气传感器测试系统，并对氧气传感器功能、性能进行测试。试验结果表明，传感器设计合理，压力测量范围、测量精度、响应时间、输出稳定时间等各项指标均满足设计要求，可用于飞机氧气系统氧分压测量。     

无人机航迹系统研究

简述了无人驾驶飞机（UAV）、地面控制站以及航迹系统的发展历程，讨论了目前航迹系统中所采用的光栅位图和矢量式两种格式的数字地图的优缺点，详细介绍了清华大学智能技术与系统国家实验室最近研制开发的某型多用途小型无人机，重点分析了其航迹系统的4种工作模式，并结合下一步的工作提出了现代无人机航迹系统的一些研究方向。     

基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量技术

飞机燃油箱惰化系统属飞机燃油系统设计中重要的分系统，为了准确评估燃油箱惰化系统的功能与性能，需要根据飞机实际使用剖面和惰化系统设计特点确定适用的飞行测试方法。提出了一种基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量方法，用于飞行实时测量运输类飞机油箱内无油空间或惰化管路的气体氧浓度，并对飞行中的实际影响因素进行模拟分析。经过分析飞行实际环境影响因素、关键传感器匹配性以及原理样机的试验验证等工作，将燃油箱氧浓度机载测量技术转化为专用的飞机燃油箱氧浓度机载测量系统，并通过了飞行实测考验。试飞结果表明，该项技术能够实时准确测量运输类飞机各种状态下的燃油箱氧浓度，满足飞机燃油箱惰化系统的效能评估要求。     

小型无人机数据采集与通信系统的设计与实现

小型无人机不论在军事还是民用方面都得到了广泛的应用，其导航、姿态、采集数据信息都需要串口与机载单片机进行通信，并且需要将传感器数据传送至地面控制站进行分析。设计实现由GM8125芯片进行单片机串口的扩展．通过传感器HMR3300和ITRAX02对无人机的姿态、导航数据进行采集，并通过GSM MODEMMC35将数据传送至地面控制站。     

基于网络的飞行传感器仿真系统研究

提出了一种基于TCP／IP协议的传感器仿真系统,模拟无人机实际飞行中各类传感器的信导和电气特性,解决了全数字无人机飞行仿真系统中对飞机传感器进行实时仿真的问题。     

一种用于机载计算机测试的模拟综合系统

为了对一种机载嵌入式计算机进行可靠性测试，我们研制了一套能模拟多个机载设备工作状态并完成系统综合的计算机装置，本文介绍了该装置的系统组成、工作原理、硬件与软件设计，该系统功能完善、操作简单、易于维护，已经成功的应用在某型号飞机的测试试验中。     

小型无人机机载两轴云台设计与实现

针对小型无人机功率和载荷有限这一特点,本文设计了一套小型无人机机载两轴云台,采用集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计MPU6050作为云台姿态反馈元件,使用互补滤波进行姿态解算。由于传统小型无人机的云台采用伺服舵机作为驱动电机,舵机内部减速齿轮的回滞误差会导致拍摄画面晃动,因此采用无刷电机直接驱动云台。为了测试该系统的有效性,通过小型四旋翼挂载该两轴云台拍摄实验,实验结果表明该云台使拍摄画质更加平稳,验证了该系统的有效性。     

一种地面模拟试验的测试误差计算方法

介绍了一种飞机地面模拟试验的测试误差计算方法,以某飞机地面模拟试验测试系统及测试传感器为例,根据测试系统与测试传感器的关系,对飞机地面模拟试验的测试结果做出误差分析以及计算.     

无人机飞控设备检测系统

介绍了一种无人机飞控设备检测系统,给出了系统的组成和硬件配置,讨论了系统软件设计和测试原理。该系统可以自动检测和校准无人机各种传感器、机载计算机及舵机的输出参数,具有一定的可靠性和准确性。     

FPGA在无人机气压高度测量系统中的应用

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;讨论了测量系统中计算机使用的数据处理方法和误差分析,在此基础上,提出了FPGA芯片在无人机气压高度测量系统中的设计方案,并给出FPGA内部设计的结构框图和工作流程图;最后,通过仿真验证了FPGA设计的可行性。由于设计中FPGA的数据处理时间约为6μs,从而有效地解决了单片机在高速无人机气压高度测量系统中实时性较差的问题。     

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.     

高精度小型无人机气压高度测量系统的设计

介绍了一种基于MPX4115传感器和C8051F352单片机的小型无人机高度测量系统的设计及实现过程,详细论述了系统软硬件的设计原理,对传感器性能进行了分析并利用压力校验仪对其压力、温度补偿系数进行修正,保证测量准确度;通过硬件设计增加抗干扰能力并设计软件滤波算法提高输出稳定性;对高度-气压公式进行了插值拟合,解决了单片机计算能力不足的问题,提高计算性能;该系统具有小型化、功耗低、结构简单、精度高,稳定性和抗干扰能力强等优点。     

基于M*CORE微控制器的飞行控制系统设计

当今以嵌入式微控制器为核心的嵌入式系统已经成为嵌入式发展的一个主要方向.基于无人飞机向小型化和高精度化发展的需求,选用M*CORE系列中的MMC2107微控制器为内核,设计了一款高精度无人机飞行控制系统,并对系统进行了仿真,给出了仿真结果.     

小型飞行器数字舵机的设计及应用

阐述了数字舵机的组成、功能及工作原理,给出了各功能模块的关键电路,介绍了数字舵机指令的码分多址通信协议及时分多址的状态数据帧格式,并以小型飞行器为例,论述了多路舵机在机载系统中应用的工作流程;应用结果表明,数字化设计不仅提高了舵机自身抗于扰能力,保证了舵机在复杂电磁环境下正常运行,而且减少了飞行器机载计算机的控制接口,增加了系统使用的灵活性及可靠性。     

基于单片机的无人机气压高度测量系统的设计

介绍了一种基于C8051F352型单片机的无人机高度传感器测量系统的设计及实现过程,详细论述了系统硬件、软件及温度补偿算法的设计原理、程序流程图等.通过对压力传感器的温度补偿、气压-高度的非线性拟合,解决了传感器的温度漂移,提高了系统精度;并利用单片机的SPI和UART串口总线分别实现了温度、高度的实时显示及与上位机的通信.该系统具有电路结构简单、体积小、精度高、效率高、稳定性高的特点.     

无人驾驶靶机飞行控制系统设计

介绍了无人驾驶靶机的飞行控制系统,详细讨论了系统的功能、基本组成、自动加强仪控制规律、发动机控制原理、回收控制方案及系统软件设计等。     

基于虚拟仪器的无人机主控制盒动态检测系统

将虚拟仪器技术引入无人机配电系统的动态检测,通过LabVIEW建立可视化平台实现检测系统与数据采集卡的数据交换,实现配电系统的自动检测.利用LabSQL进行数据库的管理和操作,将数据库技术应用于虚拟仪器系统中,完善和增强了系统动能.