基于FADS/IMU信息融合的大气数据测量方法研究

对飞行器大气数据进行估计是获取飞行状态的重要一环,是实现飞行器控制和稳定飞行的基础。通过研究嵌入式大气数据传感(FADS)系统,提出了基于容积卡尔曼滤波的惯性测量元件(IMU)数据和FADS数据融合算法。该算法对飞行器运动状态建立高阶滤波模型,使用容积点加权求和逼近的方法估计非线性运动模型,滤波输出值经处理后得到马赫数、攻角、侧滑角等大气数据。经仿真实验,算法计算的大气数据较为准确,马赫数误差小于0.01,攻角和侧滑角的误差小于0.1°。     

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。     

嵌入式大气数据传感系统中的组合滤波技术

嵌入式大气数据传感系统（FADS）与惯性导航系统（INS）组合测量迎角、侧滑角在飞行器平稳飞行时,均可获得很高的测量精度;但该系统在大迎角、高迎角变化率的机动飞行中,由于受到阵风、大气紊流以及噪声的影响较大,使得系统的测量精度下降,不能满足要求。针对这一问题,提出了利用互补滤波器分别对FADS和INS的测量信号进行处理,再利用FADS—INS的组合方案对高机动飞行状态下的迎角、侧滑角进行测量。理论分析和仿真结果表明：该组合滤波技术不但能够提高飞行器在乎稳飞行时的测量精度,而且,使飞行器在高机动飞行时的测量精度大大提高。     

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。     

一种安装在飞行器机翼前缘的FADS系统方案研究

大多数大气数据传感(FADS)系统都是采用安装在飞行器头部表面的压力传感器阵列来感受大气压力分布,为了避免FADS系统对航电系统和火控雷达系统的影响,给出了一种安装在飞行器机翼前缘的FADS系统方案,推导了其空气动力学模型,给出了上洗角的修正公式,通过风洞测试曲线和理论曲线的比较可以看出:W-FADS系统在小迎角范围内精度较好,对测量大气数据是可行的。     

嵌入式大气数据传感系统误差分析

嵌入式大气数据传感(FADS)系统与传统大气数据传感系统相比,其精度、适用范围、可靠性等都具有优势。在应用之前,对其在应用中存在的各种误差进行建模、仿真,以了解各种误差对FADS系统精度的影响。之后设计蒙特—卡洛仿真,为沿某一条飞行轨迹进行误差分析提供了一种可行的方法。该方法可用于分析不同算法在不同飞行条件下的精度,为FADS系统算法选取提供参考。     

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AFDX和ACE的大气数据系统设计

以某飞行器作为研制背景,对基于航空全双工交换式以太网（AFDX）和自适应通信环境（ACE）中间件的大气数据系统进行了设计,探索新一代航空数据传输网络和中间件在航空系统中的应用。介绍了AFDX和ACE结构体系。给出了大气数据系统的结构、大气数据的计算公式和计算方法,使用ACE框架对大气数据系统进行了设计,实现大气数据的采集、传输和相关参数的计算。     

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。     

探析大气数据计算机实验系统设计中的虚拟仪器技术应用

分析大气数据计算机实验系统设计中应用虚拟仪器技术的相关问题.对于当前大气数据计算机实验系统设计中,运用虚拟仪器技术,并可以模拟大气数据计算机中经传感器采样得到的飞行数据,并可以对数据进行解算,并采用数值、仪表以及指示灯等方式显示出解算结果,确保提升大气数据计算机实验系统的应用效益.结果研究证实,在设计大气数据计算机实验系统中,应用虚拟仪器技术,可以提升实验系统的应用性能,使系统的可拓展性、用户可用性方面均得到增强,同时也能够降低系统设计成本,相较于传统的降低24.0％成本效益,发挥积极的系统设计实现效益.结论表明,在大气数据计算机实验系统设计中,可以应用虚拟仪器技术提升系统设计性能,发挥积极影响,可在实践中推广应用该技术.     

飞行数据管理记录系统的数据采集技术实现

随着航空技术的飞速发展,飞行数据管理记录系统成为新一代飞机的一项重要支持技术。针对新一代飞行数据管理记录系统的结构特征和飞行数据具有复杂多样性和实时性的特点,采用了满足通用性的分布式采集和集中式存储的结构,设计实现了新一代飞机的飞行数据管理记录系统的采集存储系统。     

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。     

支持实时流计算应用的关键技术研究进展

信息系统在进行知识的挖掘和管理时,需要处理各种形式的数据,流数据便是其中之一.流数据具有数据规模大、产生速度快且蕴含的知识具有较强时效性等特点,因而发展支持实时处理应用的流计算技术对于信息系统的知识管理十分重要.流计算系统可以追溯到29世纪90年代,至今已经经历了长足的发展.然而,当前多样化的知识管理需求和新一代的硬件架构为流计算系统带来了全新的挑战和机遇,催生出了一系列流计算领域的技术研究.首先介绍流计算系统的基本需求以及发展脉络,再按照编程接口、执行计划、资源调度和故障容错4个层次分别分析流计算系统领域的相关技术;最后,展望流计算技术在未来可能的研究方向和发展趋势.     

基于QAR数据的民航客机设计理念分析

中国国内运行着大量国外先进民用飞机。这些飞机全部装有飞行数据快速存取记录器,以采集飞行数据开展飞行品质监控工作;民机日常飞行数据除了能够在航空公司运行中发挥作用,还能够通过技术手段分析得出先进型号的设计经验与运行特点,相关技术成果对国产民机制造业的发展也具有一定的借鉴意义;在分析国内外相关研究基础上,以两款国外民机巡航段飞行数据的分析为例,解析了两型飞机的高度保持控制律设计逻辑,实际案例分析表明,基于QAR数据的分析能够有效地反应在自动飞行阶段高度保持控制律中体现的设计逻辑,从而有助于对国产民机的设计和优化。     

基于抽象工厂模式的机载显示系统图形生成技术研究

机载显示系统直接关系到先进航电系统的性能和成本,针对机载显示系统的特点、性能要求,分析了目前机载显示系统存在的复用率低、不易于移植、继承性差、无法重构、成本高等缺陷。提出了基于抽象工厂模式的图形生成设计新思想,对机载显示系统图形库进行分类、分级抽象,建立图形处理模型、图形绘制模型和显示模型三级架构,统一了字符、图形、窗口的模型处理方法。基于OpenGL实现了图形模型开发库和机载显示系统图形生成架构,以该方法实现了某型飞机显示系统的开发,实验证明,该方法实现了显示系统通用开发技术和软件重构技术。     

EtherCAT技术在机载测试系统通信中的应用

随着航空工业的不断发展,以及机载电子系统的复杂化、高度集成化,对飞行测试提出了更高的要求,为了满足新一代飞机对机载设备的测试要求,构建了网络化的测试系统。以太网EtherCAT技术以其简单、高速、易于实现等特点获得了越来越多的研发人员的关注。在详尽介绍EtherCAT技术原理和协议形式的基础上,研究将EtherCAT总线应用于机载测试系统,通过对其源代码的二次开发实现了从站设备的自动识别与配置,应用中明显提高了机载测试系统测试参数的同步性、实时性、操作简单性和可靠性。     

大型飞机试飞测试现状与对策

针对大型飞机试飞的特点和要求,结合国内外在试飞测试方面的经验,提出了适合我国大型飞机试飞测试的方法、具体的测试方案,重点论述了以测试局域网组成的用于大型飞机试飞的新型测试框架及有关技术问题.     

飞行试验综合安全监控技术

在新型飞机飞行试验任务中,遥测监控技术是保证试飞安全,提高试飞效率的重要手段。针对目前地面实时监控技术面临的问题和挑战,提出采用基于故障树的多类型告警技术、试飞任务的嵌入式准实时数据处理技术及应急处置辅助决策技术等先进监控技术,引入试飞安全决策库理念,建立应急处置辅助决策机制,构建飞行试验综合安全监控系统,实现飞机各系统试飞状态监控和综合故障告警、复杂试飞科目的准实时计算评估和应急处置决策支持。实际飞行试验结果表明,应用此技术开发的综合安全监控系统,可以使试飞指挥员和工程师在第一时间及时准确地获取试验机故障告警、试飞科目评估结果和应急处置决策方案,极大地提高了试飞效率和安全性。     

基于无线传输的机轮胎压测试系统的设计

本文首先针对机轮胎压的测试需求进行了分析,然后简要介绍了传统机轮胎压测试技术,同时提出了一种适合的基于无线传输的机轮胎压测试技术,对其中的系统功能设计、胎压采集原理、数据收发无线通信技术、供电设计等关键技术进行了深入的探讨和研究,为机轮胎压的采集和实时监控提供了技术方法和支撑,最后通过实验室对比验证,试验结果满足飞行试验的测试需求,未来可以应用在飞行试验中满足飞机性能试飞和安全监控的需要。