基于嵌入式NT的三维电子航空图系统的设计与实现

介绍了一种基于嵌入式NT的三维电子航空图系统的设计与实现。该系统在自行研制的系统硬件基础上,采用嵌入式NT操作系统,利用国内的三维地理信息平台软件GEOSTAR,实现三维电子航空图系统。该系统采用金字塔数据结构,以达到对海量数据的实时处理能力,并具有雷达、火炮、高度报警、模拟飞行的功能。系统能根据飞机的航行状态实时显示是飞机转弯、爬升、俯冲时的三维仿真效果。     

无人机编队协调控制算法的设计及3D仿真实现

介绍了无人机编队队形保持的协调控制算法设计、3D模型地面处理、基于三维地图的3D模型绘制显示模块的设计,并进行了嵌入式下的仿真实验。基于智能体编队的一致性算法提出了队形保持的全状态反馈协调控制算法,可以实现在机动过程中的队形保持。采用三维建模软件3DMax构建3D模型原型,设计了3D模型读取绘制的流程,实现了3D模型显示。将3D模型绘制显示模块融合在三维地图软件中进行嵌入式测试,绘制效率、读取速度对三维地图软件影响很小。3D模型绘制显示模块丰富了三维地图软件的显示内容,增强了立体效果,提高了用户体验。     

A340机载导航系统分析

介绍了A340导航系统：大气数据惯性基准系统、电子飞行仪表系统、ATC／S模式应答机及机载防撞系统等。分析了机载导航系统的现状及发展方向，为同类飞机的雏护和培训提供参考。     

基于World Wind的民航导航数据库设计及实现

导航数据库可用于导航计算、导航台自动调谐管理和辅助完成飞机实时定位等,是飞行管理计算机所必须的数据源。为了开发高逼真度的飞行模拟视景系统,设计了一种基于World Wind的导航数据库并进行实现。数据库包括机场、跑道、仪表着陆系统、测距仪系统等信息,可实现全球导航数据的查询、修改与显示以及飞行计划的控制与显示,并最终在World Wind中实现所有信息的三维显示。以数字高程数据及高清遥感影像为视景模型,结合飞行模拟插件,并借助于World Wind平台,完成了一套以该数据库为基础的飞行模拟视景系统。     

一种自主飞行的小型无人机系统设计

介绍了小型无人机系统的总体结构,分析了无人机的结构设计和算法,阐述了弹射起飞系统和伞降着陆系统的设计原理,采用嵌入式系统和GPS设计无人机的飞行姿态控制、导航控制、任务控制系统和数据链,实现了空中机器人的自主飞行。     

基于VAPS的电子飞行仪表系统显示设计

以人机界面开发工具软件VAPS为平台,对电子飞行仪表系统的显示画面展开设计,并以外部数据源对显示单元进行驱动,从而为座舱人机交互界面的方案设计提供了早期动态验证和设计辅助手段。     

嵌入式操作系统在航空液晶显示系统上的应用

介绍了嵌入式操作系统在航空液晶以示系统上的应用,从硬件设计和软件设计两个方面进行了分析,设计了基于飞思卡尔公司Power-PC755平台和VxWorks嵌入式操作系统的航空液晶显示系统。     

安全临界系统的开发

由处理器和软件控制的系统,对安全临界设计的要求不断提高,现代机电一体化系统要求安全临界设计。嵌入式处理器和其软件是设计一般系统的核心,如四余度数字飞行控制系统、航电系统等,这些系统全部有很严格的安全性和可靠要求。这些系统的故障可能导致死亡甚至于潜在的几百万人的死亡。在软件控制系统中由于故障引发的严重安全事故记录已有很多,而且在增加。把软件引入到传统的电子－机械设备中会如何影响安全？电子技术、软件和系统工程师要对此认真评估,这是最基本的,甚至极端重要的。本文可供现代电传飞机的飞行试验工程师参考。     

无人地效飞行器控制系统研究

针对无人地效飞行器的特点,基于MEMS陀螺、加速度计和电子罗盘等传感器设计了飞行控制系统.详细介绍飞行器数学建模、数据融合算法以及飞行控制系统软件设计.仿真结果和实物飞行表明;该系统稳定性好、精度高,能够满足实时控制的要求.     

利用Rhapsody进行UML串口通信的设计与实现

针对嵌入式系统下串口通信,引入I-Logix公司的Rhapsody开发工具和UML（统一建模语言）,采用流行的软件开发模式,设计并实现了嵌入式系统下的串口通信。通过嵌入式串口实例的实现,阐述了UML的建模、设计和验证的可视化的开发方法,解决了嵌入式系统下基于UML模式的串口开发问题,对于UML模式的嵌入式系统开发具有重要的参考价值。     

基于PXI的液体姿轨控火箭发动机试验测控系统设计与实现

针对液体姿轨控火箭发动机地面试验高精度、高风险和灵活多变的特点,设计研发了一套以PXI （PCI extensions for instrumentation）控制器为主体的发动机试验测控系统.控制系统拥有40路开关量控制能力,综合运用手动、时序和自动控制方式.测量系统拥有120路信号同步采集能力,具备故障诊断功能.测控系统软件使用LabVIEW开发,通用性良好.为增强控制可靠性,设计了面向工艺流程的试验面板,应用嵌入式控制,进行信号多级监测并引入紧急自动关机控制.为提高测量精度,对测量参数进行原位标定,提出了一种改进的干扰消除电路.该系统已多次成功应用于液体姿轨控火箭发动机地面试验,采用的设计方法有效地提高了测控系统的可靠性,测量精度和控制精度分别达到0.5%和0.1ms,能够充分满足多种类型的液体姿轨控火箭发动机对试验测控系统的要求.     

基于微服务的栅格地图网络化分发技术设计与实现

介绍了栅格地图数据网络化分发技术设计及其应用, 实现了地图引擎和地图数据的解耦。通过研究 栅格地图数据结构和OGC 接口标准,提出一种基于微服务的地图服务框架,设计了面向网络的卫星影像、地 形高程数据解析算法和Restful 分发接口,该技术可为多源异构地图引擎提供地图数据源及服务。经过试验, 机载GIS 引擎及非嵌GIS 引擎均可调用、显示该服务,该技术可广泛应用于机载后舱、地面站、网信体系等领域, 未来网络条件成熟也可应用于机载前舱。     

复杂系统可靠度综合计算平台的设计实现

鉴于复杂大系统可靠度综合计算面临诸多困难 ,分析了其复杂性特征 ,提出了一种一体化建模方法———复合逻辑树模型 (CompositeLogicTreeModel,简称CLTM)及其递归调度综合算法 ,并采用面向对象的思想和技术 ,设计实现了可视化的系统可靠度CLTM综合建模与计算软件平台。介绍了软件的总体框架及其功能 ,并通过实例阐明了相应的系统可靠度综合分析方法     

TCP/IP技术在CompactRIO系统中的应用

针对外场发动机测试过程中存在的问题,采用美国NI公司的CompactRIO设计了一款航空发动机地面测试系统,介绍了该系统的软、硬件设计。针对嵌入式系统中,利用网络接口,可以实现数据的快速传输。重点研究了TCP/IP技术在该测试系统中的实现。通过现场测试,取得了良好的效果。     

基于GPU指令转发的虚拟化图形引擎设计及实现

为了满足机载座舱显控系统对图形引擎的性能要求，设计了一种基于半虚拟化的机载图形引擎实现方案，并在嵌入式平台上进行实现和测试.结果表明采用本文设计的虚拟化图形引擎，可以满足多个虚拟机同时使用GPU进行绘制的需求的同时，可以有效发挥多核CPU的性能,在提高了产品集成度的同时，显著提升了机载图形应用的性能。     

基于层次状态机的雷达显控技术研究

鉴于雷达显控系统的复杂度不断提升,各种状态相互交叉,相互影响,导致软件结构的设计也越来越复杂,不便于设计和后期的维护.本文采用了基于层次状态机的方法,将雷达显控系统的各种状态按照层次进行分类,针对不同的层次设计出其状态转换图,使编程更加简化,层次更加分明,同时可减少代码占用空间,提高系统的实时性能.     

航空发动机的模糊故障诊断方法研究

提出了一种基于T-S模糊模型的故障诊断方法, 该方法从样本空间提取模糊规则, 在模糊系统参数最优化的同时实现了对模糊系统结构的自适应优化, 并给出了故障判定的阈值确定方法.以某涡扇发动机定检稳态的机载记录数据为依据, 将基于T-S模糊模型的故障诊断方法应用于航空发动机, 研究结果表明, 该方法能准确地判定某涡扇发动机的健康状况, 将其应用于航空发动机故障诊断是可行、有效的.      

Time-triggered State-machine Reliable Software Architecture for Micro Turbine Engine Control

Time-triggered (TT) embedded software pattern is well accepted in aerospace industry for its high reliability. Fi-nite-state-machine (FSM) design method is widely used for its high efficiency and predictable behavior. In this paper, the time-triggered and state-machine combination software architecture is implemented for a 25 kg thrust micro turbine engine (MTE) used for unmanned aerial vehicle (UAV) system; also model-based-design development workflow for airworthiness software directive DO-178B is utilized. Experimental results show that time-triggered state-machine software architecture and development method could shorten the system development time, reduce the system test cost and make the turbine engine easily comply with the airworthiness rules.     

模糊控制理论在航空涡轮喷气发动机控制系统中的应用

对模糊控制进行了介绍。采用相平面法设计了模糊控制器,将其编成微机程序,使其完成模糊控制功能。对微机完成的其他操作,亦进行了介绍,给出了微机的主流程图。进行了多次发动机台架试车,当对发动机控制系统加入小偏离的控制和干扰信号,以及大偏离信号时,发动机的稳态和加速过程都获得了良好的控制品质。表明模糊控制具有满意的控制性能。     

薄壳结构失稳临界载荷的并行计算

以大型有限元分析软件为开发平台,研究了弹性结构屈曲分析的并行计算方法及软件实现,并针对大规模超级计算机的硬件环境编写了屈曲分析的并行求解程序;通过开发软件接口,将并行求解程序作为子模块嵌入串行有限元分析软件的求解序列中,并使其可直接调用;针对有限元前后处理器开发了风格一致的客户化界面,使并行计算的操作可视化。开发集成后的软件系统使串行有限元软件的前后处理能力与大规模并行机的高性能计算能力紧密结合,能够有效提高静力屈曲分析的规模和效率。