基于WPF的民机试飞数据实时监控画面开发系统设计与研究

试飞数据实时监控程序是大型民机试飞过程中不可或缺的重要支持性工具。随着机载测试系统网络化进程的不断深入,数量庞大、类型复杂的试飞参数给监控程序的开发带来了巨大的挑战。基于WPF(Windows Presentation Foundation)平台,利用XAML文件的序列化和反序列化、反射、DataBinding等技术设计了一套用于开发试飞数据实时监控程序的系统。在设计端,系统以拖拽显示控件的方式实现监控程序的快速集成和管理,将以往数周的准备周期缩短为数小时;在运行端,系统利用三层架构可实时驱动数百台监控终端,为某型客机的首飞及取证试飞提供了技术支持。     

基于STM32与WPF技术的民机试飞定位与监控系统设计

针对民用飞机试飞遥测监控中半径较小,信号易受到飞行高度、空域地形的影响等问题,设计了一种基于STM32与WPF技术的试飞定位与监控系统。该系统由数据采集及分发设备和实时解析软件组成,其中数据采集及分发设备以STM32F107为控制核心,配合网络传输、RS232通信等模块,实现试飞测试系统和北斗终端的通信,利用北斗短报文完成定位参数和关键试飞数据实时采集以及远距离传输;实时解析软件采用WPF技术,利用MVVM模式开发,集成GMAP.Net、IoTDB等组件,实现了飞机航迹、关键参数和告警信息的可视化展示。试验结果表明,该系统运行稳定、可靠性高,为特殊试飞科目的开展提供了解决方案。     

基于WPF的遥测CAS信息实时监控系统设计开发

在当前试飞模式下,立足于某型客机机组告警系统(Crew Alerting System,简称CAS)信息复杂、重构平台单一等不足,设计了一套CAS信息实时监控系统。系统基于WPF(Windows Presentation Foundation,简称WPF)框架,采用数据访问层、业务逻辑层和显示层组合的典型三层架构,以遥测脉冲编码调试(Pulse Code Modulation,以下简称PCM)数据为输入,结合DataBinding数据驱动模型和XAML等技术实现了CAS信息的实时解析、传输、分发及显示。同时,极大地降低了系统间的耦合性,提高了实时性能和系统的可维护性。通过滑行、首飞等试验的充分验证,系统实现了该型客机CAS信息的100%地面复现,为后续民机试飞测试、监控技术的创新提供了参考依据。     

基于卫星通信的民机试飞数据实时监控系统设计与研发

试飞数据实时监控系统是保证民机试飞安全、确定飞行试验有效性的重要手段,通常采用S波段遥测方式将数据下传至地面,监控半径一般不超过300 km,且数据质量易受到飞行姿态、高度和空域地形影响。基于客户端/服务器（Client/Server,简称C/S）架构设计研发了新的试飞数据实时监控系统,该系统采用卫星进行空地通信,包含服务端和客户端。服务端部署于机载环境,用于实时侦听来自地面客户端的数据订阅指令;客户端采用WPF（Windows Presentation Foundation）框架,利用模型-视图-视图模型（Model-View-ViewModel,简称MVVM）模式开发,集成了物联网数据库（internet of things database,简称IoTDB）、GMAP.Net、FFmpeg等组件,可实现试飞关键参数、实时飞行轨迹、告警信息和机载视频的可视化监控。试验中,该系统客户端完成了某国产支线客机在南昌试飞全过程的实时监控,且系统运行稳定、可靠性高,为特殊试飞科目的开展提供了解决方案。     

基于Measurement Studio的民机颤振试飞数据实时监控分析系统设计与研究

颤振试飞是风险极高、多学科交叉的复杂试飞科目,其实时监控及分析显得极为重要。以某型国产民机颤振试飞为背景,基于Measurement Studio平台,设计开发了颤振试飞数据实时监控分析系统。系统集成了半带宽法、快速傅里叶变换、小波转换等算法,实现了颤振数据的时频域分析、阻尼计算,并以文本格式在实时状态下记录了颤振数据,同时以多线程和DataBinding模型完成了分析结果的实时显示,为国产民机的安全试飞提供了技术保障。     

电传飞行控制系统稳定裕度实时监控技术

介绍了电传飞行控制系统稳定裕度的实时监控技术,论述了该技术的应用方法和使用目的,给出了一种基于快速傅立叶变换算法的稳定裕度分析方法,指出了激励信号的选取原则,并对两种激励方案进行了比较,然后介绍了实时监控系统的组成,最后结合该技术在某型飞机定型试飞中的应用,阐述了该系统在包线扩展试飞中的重要作用。     

基于WPF飞行模拟器数据采集配置工具的设计

为解决传统数据采集系统配置文件存在的问题,本文采用WPF对该系统配置工具进行界面设计。系统采用适用于WPF编程模式的架构MVVM,并通过此项技术实现配置工具界面设计。     

基于ACMS报文实时监控与QAR数据分析的飞机排故应用

飞机飞行过程中各机载系统的参数被实时监控、采集和记录,这些数据既可以通过ACARS数据链路．按照预先定义的逻辑条件以实时ACMS文的形式下传;也可以存储在机载WQAR设备中,在飞机落地之后自动下发。研发飞机实时监控与维护专家系统,通过对ACMS报文和QAR数据的综合应用．以达到准确判断飞机技术状态的目的。     

测控中心实时应用软件系统采用线程机制的探讨

为了提高测控系统中心计算机应用软件在实时任务中的安全性和可靠性,实现在不同操作系统下的应用软件移植,以开发出在异型操作系统下的实时应用软件。主要分析了中心机实时应用程序采用线程机制的优势,讨论了几种线程间通信方式,并简要介绍了应用软件设计思想。     

基于OPC技术的机器人数据采集与实时监控

以六轴机器人打磨设备为研究对象,采用OPC技术,通过ABB IRC5 OPC SERVER直接对机器人运行状态、I/O信号、操作模式等进行数据采集。同时结合RAPID指令编程,间接采集机器人轴运动姿态数据。基于实时监控和信息管理平台设备通讯模块和3D浏览器环境下对机器人打磨设备进行数据采集和三维建模仿真,实现对机器人设备的远程实时监控。     

卫星导航接收机自主完好性监测算法研究

针对航空导航定位高可靠性的要求和GPS接收机观测噪声分布的特点,研究将粒子滤波算法应用于接收机自主完好性监测（RUM）中.通过粒子滤波算法对状态进行精确估计,利用对数似然比建立一致性检验统计量进行故障检测与隔离.对算法进行了数学建模,描述了完整的RAIM算法详细流程.通过实测数据对提出的RAIM算法进行验证,结果表明：粒子滤波算法在非高斯测量噪声情况下可以对GPS接收机状态进行精确的估计,利用对数似然比建立的一致性检验统计量能有效地检测并隔离故障卫星,验证了该算法应用于GPS接收机自主完好性监测的可行性和有效性.     

基于独立成分分析的混合LFM信号检测

混合LFM信号广泛存在于实际信号环境巾,对其检测极其重要。对有严重交叉项的混合LFM信号的检测十分困难,因此提出了一种基于独立成分分析的混合LFM信号检测法。通过盲源分离提取各独立成分,利用时频分布矩阵的联合对角化法抑制交叉项,再由各成分信号自项求和重构Wigner-Ville分布,采用Wigner-Hough检测各LFM成分。分析了Wigner-Hough变换输入信噪比和输出信噪比的关系,仿真验证了算法的有效性,得出随着样本点数的增加,在低信噪比条件下,能获得好的检测性能的结论：     

靶场GNSS增强、监测与评估系统建设构想

针对靶场GNSS（全球导航卫星系统）增强、监测与评估的测量精度和可靠性保障、异常分析和电磁环境监测等复杂技术需求,明确了靶场GNSS增强、监测与评估的概念,分析了各类方法的特点,确定了以大范围基准站网为主干,采用广域差分增强和地面完好性通道监测满足提高测量精度和可靠性主要需求,采用车载信号监测和干扰监测一体化系统满足不同区域间发的异常分析和电磁环境监测需求的技术路线.设计了系统体系架构,重点分析了系统实时工作模式和数据处理流程,为系统建设提供了有益的参考.     

基于激光雷达的多层楼梯检测和建模方法

移动机器人在多层建筑进行自主导航时,需要具备楼梯检测和建模能力.然而,目前楼梯检测和建模主要面向单层直楼梯,对具有回转结构的多层楼梯适用性差,且场景中存在的动态点云会影响建模精度.针对以上问题,提出了一种基于激光雷达的多层楼梯检测和建模方法.首先,构建了轻量化的2.5D点云滤波器,高效滤除动态和噪声点云;其次,提出了一种基于主成分分析的台阶分类方法,实现了对单个及具有回转结构的复杂多层楼梯的鲁棒台阶检测;同时,设计了一种基于区域分割的台阶尺寸估计方法,提高了楼梯模型的构建精度;此外,提出了 一种基于多阈值判断的楼梯模型追踪方法,实现了实时楼梯检测和快速动态建模;最后,分别使用Tang数据集和四足机器人在室内外多重场景下采集的点云数据进行试验验证.结果表明,提出的算法在室内外场景下,能够对单层及具有回转结构的多层楼梯进行动态检测和建模,其中台阶尺寸的估计精度在1 cm以内,计算量降低了 51.23％.     

基于选星预处理的改进随机抽样一致性RAIM方法

多星座导航能够增加可视卫星数量,改善卫星几何构型,已成为卫星导航定位领域发展的重要方向之一.多星座导航接收机自主完好性监测(RAIM)技术对提高导航系统的完好性具有重要作用.面向多星座导航的完好性监测需求,分析了传统随机抽样一致性(RANSAC)故障检测方法的不足,提出了一种基于最小样本集选星预处理的改进RANSAC RAIM算法.该算法基于最大四面体积法和GDOP值贡献度的选星方法选取具有较好构型的卫星构成卫星子集,取代了传统RANSAC RAIM方法通过遍历构成卫星子集,可有效避免卫星子集中存在较差卫星几何构型的情况,减少子集数量,提升故障检测的准确率.静态和动态仿真实验表明,改进的RANSAC RAIM算法在检测效率和检测准确率等方面明显优于传统方法.     

基于DFR方法的下壁板结构疲劳分析

作为结构细节疲劳分析和评定的主要方法,细节疲劳额定值（DFR）法在民用飞机和军用飞机疲劳强度设计领域得到了广泛的应用。针对民用飞机前机身下壁板结构,建立了结构总体有限元模型,基于DFR方法,考虑结构形式和基本特征,计算确定了结构细节部位的DFR值,并根据分析部位的随机地-空-地应力谱,计算得到了细节部位的疲劳寿命。结果表明,使用DFR方法计算得到的细节部位的疲劳寿命最小为5.34E+05起落,满足飞机预期寿命要求。     

故障树分析在可靠性、安全性分析中的作用与运用

故障树分析是实施可靠性、安全性分析的有效手段之一。本文介绍了故障树分析的方法、其在可靠性、安全性分析中的不同作用以及目前运用中的遇到的问题和解决思路。     

航空发动机部件级模型硬件在回路实时性验证

为了验证航空发动机部件级模型作为机载模型的实时性,开展部件级模型的硬件在回路试验。根据AIR4548A燃气涡轮发动机实时建模标准,建立了单轴涡喷发动机部件级实时Simulink模型;基于模型设计方法和自动代码生成技术,将该模型集成到全数字仿真平台FWorks;将验证后的模型代码集成到硬件在回路平台的电子控制器实物中。进行了全数字仿真和硬件在回路仿真验证。结果表明：全数字仿真结果验证了部件级模型的准确性和代码生成的正确性;在硬件在回路的开环仿真结果中,该部件级实时模型单步最大运行时间不超过2.7 ms,可以作为模型基控制、故障诊断、健康管理和性能寻优控制等技术的机载模型。