实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

航天测控系统自主运行的关键技术

航天事业发展趋势和未来需求指明,航天测控系统应该向以自主运行能力为代表特征的智能化方向发展。基于此,提出了标准化的支持与服务、映射现实的体系架构、实时响应的运行模式、服务化的基础平台等4项关键技术。通过将测控系统和卫星系统之间的接口、测控系统和用户系统之间的接口标准化,从而在此基础上建立最优化的操作逻辑。通过在计算机中映射现实系统的思想方法,从而产生稳定性和灵活性兼备的、支持自主运行的,并具有良好进化性能的系统架构。通过实时响应的运行模式可以很好满足全时段和突发性等具有挑战性的测控服务需求。通过大数据和云计算技术构建基础计算服务平台实现基础层与业务层分离,有利于整个系统的持续改进,提高服务质量改善的速度,建立竞争力优势。由此说明,在当前技术条件下实现自主运行的航天测控系统是可行的。     

基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统

导弹试验实时测控系统是空空导弹制导系统半实物仿真试验平台的主要设备之一,服务于新型导弹的研制、试验、优化和评估。系统采用RTX实时开发技术,克服了Windows系统实时性差的局限性,解决了测控系统实时与非实时任务兼容处理难的问题,实现了空空导弹半实物仿真试验的实时仿真和实时测控。系统利用RTX子系统的开放性,重新开发了所用仪器板卡在RTX环境下的驱动程序,实现了应用程序的设备无关性,提高了导弹试验验证的有效性和系统性。     

航空发动机单管燃烧室试验器测控系统设计

为满足新型燃烧试验需求,针对航空发动机燃烧室试验中单管试验器的特点,提出并设计了1种基于以太网的分布式测控系统。详细阐述了该系统的总体设计方案,分别从软件和硬件两方面研究分析了该系统的详细设计过程,并对其进行了测量不确定度分析。目前该系统已经完成试验前调试,并已顺利完成了多项单管燃烧室燃烧试验任务。结果表明:该系统可靠性高、稳定性良好、通用性强,满足试验器测控需求,具有较高的工程应用价值。     

民用飞机发动机灭火系统地面试验技术研究

确保民用飞机的高安全性,是民机设计的一个重要目标。发动机火区的防火、灭火功能尤其重要。根据适航条款的要求,提出一种适用于民用飞机发动机灭火系统地面试验室试验的方法。该方法采用一种微压差式灭火剂浓度测试系统,在模拟真实发动机内外形和舱内流场的发动机灭火性能验证试验台上进行试验。该试验同时模拟机上最严苛的试验环境,验证最严苛试验工况下发动机灭火试验的灭火剂扩散情况。该试验采用高精度传感器测试试验参数,记录试验数据,并按FAA条款比对试验结果。通过地面试验室试验验证,该试验方法能有效、准确的实现发动机灭火系统地面试验室试验目标。该试验结果能为机上试验提供试验经验,为机上喷嘴构型更改、灭火管网布设提供重要参考依据。     

Java语言应用于测控实时软件的分析与研究

开发测控软件必须要满足实时性的要求。本文介绍了Java实时规范对实时编程的解决方法,给出了Java语言本地接口的构造过程。在Solaris10操作系统下,Java环境的实时调度性能的测试表明,将Java语言应用于测控实时软件开发在技术上是可行的。     

卫星测控系统多通道地面测试平台设计

一般地面测试平台无法同时支持卫星对地测控测试和中继测控测试,需要开发多通道地面测试平台满足卫星测试需求.基于此,对卫星测控系统多通道地面测试平台设计进行讨论,采用彼此相对独立的2套地面测试设备,通过特定连接关系同时接入卫星对地测控链路和中继测控链路中,实现卫星多通道测控并行测试和地面测试设备的双机备份,在无须更改外部连接关系的基础上,通过模式选择、参数配置,可适用于不同模式下卫星测控通道地面测试需求.经过分析,该平台具有功能完善、适用性广、稳定性好等优点,已应用于某卫星的地面测试.测试结果表明,平台运行稳定,具有良好的使用效果.     

多通道加载系统上位机软件设计

基于加载系统的工作原理和试验需求,实现了对多通道加载系统上位机软件的功能设计;在软件开发过程中利用多线程机制及LabWindows/CVI中TCP支持库实现了实时数据处理和通讯接口要求。试验证明,该上位机软件在某型飞机地面模拟试验系统中运行良好,提供了试验配置和数据处理功能,满足了实时性、可靠性要求。     

飞机电气系统二次配电试验测控系统研究

为验证飞机电气系统二次配电性能设计指标，需在地面研制试验验证阶段，进行电气系统二次配电的负载管理和测试试验。设计并实现了一种飞机电气系统二次配电试验测控系统，该系统具备RPDU状态的自动测控功能，通过以太网与试验中其他系统交联，能较好地满足试验需求，极大地提高试验效率，保证测试结果的准确性。     

航空发动机主燃烧室出口温度场可视化设计

为了满足航空发动机主燃烧室试验出口温度场可视化需求,基于主燃烧室出口温度场测试原理,通过温度数据网格化、温度数据-颜色映射、以云图形式显示出口温度场数据的方法进行温度场可视化设计,并在Visual Basic 6.0下基于Tee chart控件开发了出口温度场可视化软件。应用结果表明:在试验中,通过与现有测控软件出口温度场数据交互,可视化软件能够实时、真实、直观地显示主燃烧室出口温度场变化情况,有助于试验人员快速判断出口温度场品质,进而缩短试验时间,降低试验费用,有效提高试验效率。     

航空火控仿真系统的设计与开发

基于可视化仿真技术建立了航空火控仿真系统。该系统实现了四种航空火控设备的功能仿真,可为学员提供故障检测、实时监控、作战效能评估等多方面的教学训练。本文介绍了系统的功能,系统硬件和软件的结构及组成。     

零极点偶配置在横向自动驾驶仪设计中的应用

系统特性主要取决于系统闭环传递函数中零极点的分布。采用零极点偶配置法，将零极蹼合理地配置在理想位置，不但能使系统简化，降低其阶次，而且可以改善系统性能，使系统满足各方面的指标要求。     

Maneuver control at high angle of attack based on real-time optimization of integrated aero-propulsion

To reduce the propulsion system installation thrust loss under high angle of attack maneuvering, a control method based on real-time optimization of the integrated aero-propulsion is proposed. Firstly, based on data fitting and physical principle, an integrated onboard model of propulsion system is established, which can calculate various performance parameters of the propulsion system in real time, and has high accuracy and real-time performance. Secondly, to improve the compatibility of optimization real-time performance and search accuracy, the online optimization control of aero-propulsion system is realized based on an improved trust region algorithm. Finally, by controlling the auxiliary intake valve, a good match between inlet and engine is realized, which solves the problems of intake flow reducing and total pressure recovery coefficient declining, and improves the installation performance of propulsion system. The simulation results indicate that, compared with the conventional independent engine control, the real-time integrated optimization method reduces the installed thrust loss by 3.61% under the design condition, and 4.58% under the off-design condition. Furthermore, the simulation on HIL (Hardware-In-the-Loop) platform verifies the real-time performance of integrated optimization method.     

专用灭火剂浓度测试设备研制及其应用

直升机(飞机)动力舱灭火系统进行试验时需要准确测量灭火剂浓度随时间变化情况。利用空气中不 同百分比的灭火剂流经多孔塞产生不同流阻的原理,研究并标定流阻与灭火剂浓度的关系;研制灭火剂浓度测 试设备,并将该设备应用于多个型号的地面试验。结果表明:该设备响应灵敏,能实时反应动力舱内灭火剂浓 度的变化情况,满足直升机(飞机)动力舱灭火系统地面模拟试验要求。     

综合空中飞行模拟器实时仿真系统设计

本文介绍了综合空中飞行模拟器实时仿真系统的数学模型和软件设计。实时仿真试验结果表明:系统数学模型设计正确,软件系统能够满足实时仿真试验的各种需求,获得了满意的变稳模拟效果。     

基于虚拟仪器的飞机供电特性参数测试系统的设计

介绍了一种基于虚拟仪器PXI总线的飞机供电特性参数测试系统的设计与实现，在设计该测试系统时采用了符合PXI总线规定的硬件仪器模块，使用图形化编程语言Labview设计了飞机供电特性参数的各种测试算法，实现了多通道同时快速数据采集以及并行同步采集。通过虚拟仪器面板的交互式使用，使界面简单明了、非常便于操作。通过对国产某型飞机供电系统的测试实验。结果表明该系统设计先进、稳定可靠、测试结果达到了要求的精度，对于被测的稳态以及瞬态参数有很好的性能，具有非常广泛的应用前景。     

多型飞控系统模拟器的设计

针对多型飞控系统模拟器的硬件设计,对模拟座舱、计算机网络系统和控制显示部分进行了较详细的介绍,着重分析了该系统软件设计中的软件结构及任务计算机模块、仿真计算机模块、仪表计算机模块和视景计算机模块所完成的功能,并对所采用的关键技术进行了论述。经反复调试和实验,该系统性能稳定、工作可靠,可用于多种飞机飞行控制及飞行力学研究。     

基于显式预测控制的涡扇发动机控制器设计

模型预测控制因其能够较好地处理涡扇发动机约束问题且实现多变量控制而具有较大的应用潜力。为了解决传统模型预测控制算法在实际应用中存在运算量大、实时性较差的问题,基于显式模型预测设计了航空发动机多变量控制器。在控制结构上采用多速率双闭环系统,保证了控制精度;在计算上通过多参数规划将在线优化问题转化为线性函数计算问题,大幅度减少了计算量;在发动机从开环切闭环的过程提出一种增量式切换方法,实现无扰切换。数值仿真和硬件在环仿真结果表明,转速和压比稳态误差分别不超过±0.25%和±1%,控制器在25ms控制周期内能完成计算,满足嵌入式系统实时性要求。     

一种低数据传输的多机器人实时视觉SLAM

针对多机器人视觉SLAM在实际应用中带宽受限的问题,设计了一种低数据传输的多机器人实时视觉SLAM系统.系统中引入了NetVLAD神经网络模型,通过改进NetVLAD降低了多机器人回环检测的计算资源占用,提高了回环检测的实时性.提出了一种针对描述子缺失情况下的特征匹配算法,提高了回环检测与相对量测的鲁棒性,并提出了一种增量式多机器人位姿图共享和优化方法.最后,通过在KITTI数据集进行测试,验证了该SLAM系统能有效减少多机器人通信过程中的数据传输,具有与单机器人SLAM相当的定位精度和实时性.     

遗传算法在航空发动机控制中的应用

对于航空发动机这样复杂的系统，经典的定常算法难以对其实现良好控制。遗传算法具有良好的寻优特性，操作方便、速度快，不仅适用于单目标寻优，也适用于多目标寻优。遗传算法可以根据不同的控制系统，针对一个或多个目标，均能在规定的范围内寻找到合适参数。文中采用遗传算法实现了对PID参数的最佳整定。最后，通过数字仿真证明了其在航空发动机控制系统中应用的可能性。