飞机导航数据仿真系统设计

某型航空相机系统为了清晰地获取目标图像,需要机载导航设备实时提供飞机的姿态和运动信息。某型相机飞机导航数据仿真系统提供了相机需要的ARINC429总线及ARINC407总线数据,满足相机研制和调试的要求。试验证明,系统运行稳定,数据接收准确,可靠性高。     

基于Bayes方法的民机冗余系统可靠性评估

民机中常通过冗余设计提高系统的可靠性,研究冗余系统的可靠性评估具有工程实用性。民机故障发生具有随机性,本文采用马尔可夫链描述民机冗余系统的状态变化;考虑到民机可靠性信息较少,要充分利用多源信息,运用Bayes方法对两设备组成的冗余系统进行可靠性评估。假定设备故障间隔和维修时间均服从指数分布,在不同的先验分布下,评估了该冗余系统的平均无故障工作时间,并计算了相应的稳态可用度。针对具体数值例,采用蒙特卡罗仿真方法,评估了民机冗余系统可靠性,并对仿真结果进行了分析。     

OpenGL在FBG传感网络结构健康监测中的应用

对飞机机翼三维重建方法及其应用进行了研究,并采用开放性图形库OpenGL(Open Graphics Librar-y)三维图形软件接口标准,在Visual C 6.0平台下开发了基于光纤布拉格光栅FBG(Fiber Bragg Grating)动态应变采集与机翼模型三维重建系统.本文通过共享数据库的方式,在机翼模型与FBG传感网络数据直接建立连接,FBG传感器数据变化可实时在三维机翼模型中进行体现,由此实现了直观地对飞机机翼各监测点应变情况的实时监测.     

Electronic display system for the Swedish JAS39 Gripen aircraft

The cockpit design in the new JAS39 Gripen combat aircraft is based on an electronic computer-controlled display system. This display system EP 17, has four areas of presentation: one Head-Up Display (HUD) and three Multi-Function Displays (MFD). The HUD is equipped with a diffraction optics combiner which gives the display high visibility within a large field-of-view, and with minimal visual interference to the outside world. The Multi-Function Displays in the front panel are a Flight Data Display showing flight and system data, a Horizontal Situation Display that superimposes tactical information on a digital map and a Multi-Sensor Display with, primarily, radar information. This system is supported by a Display Processor comprising computers, graphic generators, sensor information processors and a digital map memory. It also includes an integrated video recording system for recording analog and digital sensor video, bus data and voice     

分级式航空电子综合化仿真系统研究

介绍一个分级式航空电子综合化仿真系统。该系统以航空电子综合化工程中一个分系统为仿真目标,由两层双余度1553B总线和MBI(multiplex bus interface)将AVS(Avionics simulator)、SSCU(subsystem control unit)、若干个EQS(equipment simulator)以及部分真实设备连成的三级分布式计算机系统。一个面向实时控制的分布式操作系统和相应的仿真软件分布在三级仿真器中;其中,分布式操作系统实现两级总线的衔接、通信控制、并行多任务管理、错误检测、故障处理和实时内存数据库管理,仿真软件模拟航空电子上层环境、操作员控制与显示、分系统各设备数据产生与接收数据处理以及信息处理应用任务。系统研制成功为工程化实现打下了技术基础并提供了一个实验环境。     

SAE线性令牌传输总线与光纤型分布式数据接口规约的比较

SAE LTPB与ANSI FDDI两种光纤高速总线规约很适合在分布式航空电子综合系统中使用,以满足下一代高性能军用飞机系统区域内、外数据的高传递速率的需要。本文从几个方面对其作了比较,旨在为设计者选择使用提供参考。     

变体飞行器控制系统综述

介绍了变体飞行器控制系统和涉及的控制理论问题。分析了变体飞行器的控制系统,指出变体飞行器的控制系统由变形控制层和飞行控制层组成。对变体飞行器的硬件结构和变体飞行器控制方法的研究现状进行了阐述。分析了集中式和分布式两种变形机械结构以及控制系统体系结构,提出采用总线网络连接变形结构的分布式元件。总结了变体飞行器需深入研究的变形控制和飞行控制问题,包括大尺度变体飞行器的飞行控制问题,通信受约束的大数目的驱动器的协调控制问题。     

电容式传感器在飞机燃油测量系统中的应用

叙述了电容式传感器在飞机燃油测量系统中应用。首先,分析了电容式传感器在飞机燃油测量系统中工作的基本原理:因燃油液面位置变化而使电容量产生变化,将其转化为实时电信号,可以实现对飞机油箱油量变化的实时测量。其次,分析了测量误差产生的原因,并提出了改进措施。     

新支线飞机供电系统航电接口仿真器设计

为了满足新支线飞机ARJ21供电系统地面独立试验的需要,设计了用于模拟航空电子系统、发动机系统等与电气系统之间相关接口功能的仿真器,为电气系统提供其它飞机系统的仿真信号并指示供电系统的运行状态.为验证供电系统的各项性能提供支持.实际运行结果表明在新支线飞机ARJ21供电系统的12种状态下仿真器对导光板和供电系统的控制逻辑正确,对电源系统简图页和EICAS信息指示合理,通过ARINC429总线与各发电机控制器的通信正常,各项功能与飞机系统设计一致,完全能够满足飞机供电系统综合试验的要求.     

基于模糊奇偶方程的非线性系统传感器故障诊断

 给出了一种非线性系统传感器的故障诊断方法。该方法将T-S 模糊模型、全解耦奇偶方程和参数估计相结合,同时对非线性系统的多个传感器的故障进行检测、隔离与识别。设计出用于产生残差的线性系统全解耦奇偶方程,并给出了全解耦奇偶向量的存在条件,全解耦奇偶方程产生的残差仅对一个传感器故障敏感,而对系统状态、扰动输入和其它传感器输出解耦。引入T-S 模型将全解耦奇偶方程推广到非线性系统中得到了模糊奇偶方程。传感器的故障模型表示为刻度因子和偏差的形式,根据残差信息应用卡尔曼估计方法可识别出故障模型的参数。最后给出了某型号飞机控制系统传感器的故障诊断仿真实例。     

变循环发动机完全分布式控制

采用分布式控制架构可以降低变循环发动机控制系统的重量并有利于系统的开发和扩展。提出了一种完全分布式控制架构,控制算法的计算完全分布到智能执行机构中,计算所需的参数值由智能传感器通过串行数据总线发送到智能执行机构。变循环发动机完全分布式控制系统研发的主要工作是设计分散控制算法和总线通信方案。将控制回路的耦合当作总扰动的一部分,使用线性自抗扰控制器(ADRC)观测并在控制信号中消除总扰动,实现了分散控制。在CAN总线硬件的基础上,使用CANaerospace高层协议设计了时间触发的总线通信方案。从而实现了变循环发动机完全分布式控制。在MATLAB/Simulink环境下使用TrueTime工具箱搭建了仿真系统。使用TrueTime Kernel模块仿真智能执行机构与智能传感器的计算单元,使用TrueTime Network模块仿真CAN总线,并且将线性ADRC和CANaerospace协议写入到计算单元中。仿真结果表明:所建立的变循环发动机完全分布式控制系统能够适应发动机进气状况和健康状况的大范围变化,具有较好的鲁棒性。     

Reconstructed Flight Control Sensor Signals Via Luenberger Observers

The feasibility of providing flight control systems with software-managed redundancy is investigated. It is shown that sufficient information can be extracted from aircraft attitude sensors to allow analytic reconstruction of the stability augmentation system (SAS) sensor signals in the event of SAS sensor failures. The sensor signal reconstruction is performed in a deterministic setting by using a Luenberger observer. A simple and efficient design procedure is presented based on Gopinath's [1] work. As an illustrative example, the proposed sensor signal reconstruction technique is exercised on the L-1011 aircraft lateral axis rigid body simulation. It is shown that with an accurate airframe model perfect reconstruction is feasible. In addition, it is also shown via simulation results that with imperfect knowledge of the airframe model (based on standard wind tunnel data), the proposed reconstruction is accurate enough to have a negligible impact on the overall aircraft performance.     

嵌入式小型智能气流传感器原理及应用研究

高隐身性、高敏捷性和大信息量是未来作战飞机的突出特点,也是基本的战术要求。满足这样条件的大气数据系统,应保证飞机具有光滑的表面,能够精确控制大迎角机动状态下的飞行和作战,同时应具备快速处理大量信息的软件算法和硬件环境。因此大气数据系统的研究集中在取消传统的突出式气动探测器,发展嵌入式的气动探测系统。本文提出了一种嵌入式小型智能气流传感器设计原理和试验方法,对试验结果进行分析和总结。     

分布式实时控制系统执行软件的研究与设计

 用“数据驱动”(Data-Driven)和“事件驱动”(Event-Driven)代替常规的“时间驱动”(Time-Driven)作为分布式实时控制系统执行软件的驱动机制,可以使系统中数据传输效率和系统的实时性都有较大的提高。本文所述的执行软件在这方面做了一些尝试,取得了较好的效果。     

自适应控制在飞机控制中的应用

 1979年,在自适应控制的应用研讨会上,Stein~[1],Kreisselmeier~[2]和Rynaski~[3]等分别发表了有关自适应控制在飞机控制中应用的文章。本文将通过对这些论文的综述,对自适应飞机控制的应用现状,所面临的问题,可能的应用方向和前景,建立一个较明确的认识。     

捷联惯性导航计算机综合测试平台的硬件设计与实现

导航计算机的功能及性能验证一般需要基于实际的惯性传感器来进行联调测试。为了便于导航计算机在实验室快速地开展性能验证工作,设计了一种面向捷联惯导革统算法及性能验证的惯性多传感器信息模拟综合测试平台。平台基于PCI 总线的PC/FPGA 的架构方案,对传感器信息进行硬件仿真,实现了多路、多类型惯性器件实时、同步输出。通过与真实导航计算机连接,测试验证了此半实物仿真测试平台信号输出的有效性。     

推力矢量飞机自适应控制系统仿真平台研究

研究了具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统的结构功能特点,研究了RHO优化控制算法实现在线控制器设计,利用MSLS辨识算法实现在线飞行参数辨识和等价空间算法、传感器信息融合技术和概率统计理论实现FDI算法。并且根据系统各个部分的算法,采用面向对象技术语言VC 6.0和三维图形语言OpenGL开发了仿真平台,利用仿真平台实时演示了飞机存在舵面故障情况下的飞行控制系统运行仿真,解决了飞机飞行过程中存在舵面损伤和气动参数变化的问题,该仿真平台可以根据需求进行飞机故障加载,具备完备的推力矢量飞机自适应控制系统仿真功能。     

Distributed flight control system using fiber distributed datainterface (FDDI)

The design of fault-tolerant distributed control systems is discussed. The application described is a generic flight control system (FCS) for a fighter aircraft. The system is designed for high redundancy and expandability to meet various requirements. The communication network is based on the fiber distributed data interface (FDDI), which provides a high level of electromagnetic interference resistance and reliability. The choice of fiber optic media also provides an extremely high bandwidth and tremendous growth capability for future communications needs. This study is not specific to FDDI or flight control systems. The methods and configurations presented should be applicable to many real-time control implementations     

Future architecture of flight control systems

The development of fault tolerant embedded control systems such as flight control systems (FCS) are currently highly specialized and time-consuming. We introduce a conceptual architecture for the next decade control system where all control and logic are distributed to a number of computer nodes locally linked to actuators and connected via a communication network. In this way, we substantially reduce the life-cycle cost of embedded systems and attain scalable fault tolerance. All fault tolerance is based on redundancy. Our philosophy is to cover permanent faults with hardware replication and handle all error processing caused by both permanent and transient faults with software techniques. With intelligent nodes and use of inherent redundancy we introduce a robust and simple fault tolerant system that utilizes minimum hardware and has bandwidth requirements of less than 300 kbits/s, which can be met with an electrical bus. The study is based on an FCS for JAS 39 Gripen, a multi-role combat aircraft that is statically unstable at subsonic speed.     

中国民用飞机燃油测量系统发展趋势

介绍了现代飞机燃油管理系统的国内外发展现状,民用飞机燃油系统的组成和燃油系统的基本工作原理。论述了研制高精度测量传感器是决定系统测量精度的最直接因素,以及新型传感器和电子技术对提高与完善燃油测量系统的精度、可靠性等方面所起的作用,同时展望了飞机燃油系统的发展方向,指出数字化方向是燃油测量技术发展的必然趋势。