电控旋翼控制系统余度设计技术研究

发布时间：2017-10-16 18:08

  本文关键词：电控旋翼控制系统余度设计技术研究

  更多相关文章： 电控旋翼 相似余度 仲裁机制 数据融合 故障检测

【摘要】：电控旋翼是一种新型旋翼操纵系统,具有诸多优点,代表了新一代旋翼的发展方向。然而,作为直升机最核心的部件,电控旋翼用电气系统代替了传统的机械操纵线系,其可靠性问题必须高度重视,否则将危及飞行安全。本文以课题组建立的模型电控旋翼系统为对象,借鉴飞控系统的余度设计技术,对电控旋翼的余度技术进行了研究。本文研究包括以下内容:(1)基于对国外典型飞控系统余度技术的分析,结合模型电控旋翼系统的实际情况,提出了一种基于FPGA仲裁机制的相似二余度控制系统设计方案,并对该方案的可靠度进行了初步分析。(2)针对模型电控旋翼系统的传感器部分,提出了一套传感器数据表决融合硬件设计方案及数据融合策略,并基于LMS方法引入预测值对数据融合策略进行了改进。通过仿真和试验验证了改进后数据融合策略的正确性以及感器数据表决融合硬件设计方案的有效性。(3)针对模型电控旋翼系统的控制器部分,基于C6747 DSP对控制器的任务功能模块进行了设计,包括任务同步、单元自检等模块,并对DSP的各个功能模块进行了测试。进一步基于FPGA设计了控制器监控、故障检测仲裁、输出通道切换等余度管理功能模块,并对各模块进行了测试。最终验证了本文所提出的基于FPGA仲裁机制的相似二余度控制系统设计方案用于模型电控旋翼的可行性。
【关键词】：电控旋翼 相似余度 仲裁机制 数据融合 故障检测
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注释表10-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题研究背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 电控旋翼余度技术的研究现状14-15
• 1.2.2 余度飞控计算机的发展现状及其在无人机等领域的应用15-16
• 1.2.3 余度技术的发展趋势16-17
• 1.3 论文的主要研究内容17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 本文内容安排18-19
• 第二章 电控旋翼余度控制系统方案设计19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 余度技术19-23
• 2.2.1 余度系统的工作模式19-21
• 2.2.2 余度系统的结构配置21-23
• 2.2.3 余度系统的管理策略23
• 2.3 电控旋翼余度控制系统方案设计23-27
• 2.3.1“苍鹭”无人机的余度飞行控制系统24-25
• 2.3.2 电控旋翼余度控制系统25-27
• 2.4 电控旋翼余度控制系统可靠性评估27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 传感器数据表决融合设计30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 传感器数据表决融合设计30-39
• 3.2.1 电控旋翼传感器信息30-31
• 3.2.2 传感器数据表决融合算法31-39
• 3.3 传感器数据表决融合系统的试验研究39-47
• 3.3.1 试验方案设计39-40
• 3.3.2 试验准备40-45
• 3.3.2.1 霍尔传感器标定与有效段数据拟合40-42
• 3.3.2.2 切换电路及上位机控制软件的设计42-45
• 3.3.3 传统策略下传感器数据的融合试验45-46
• 3.3.4 改进策略下传感器数据的融合46-47
• 3.3.5 试验结论47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 功能任务与余度管理软件设计48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 控制器功能与任务软件设计48-54
• 4.2.1 DSP任务功能模块49-51
• 4.2.2 DSP余度功能模块51-54
• 4.3 DSP控制器功能测试54-57
• 4.4 仲裁单元的余度管理设计57-61
• 4.4.1 余度管理功能57-61
• 4.4.2 切换电路模块61
• 4.5 余度管理单元功能测试61-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-65
• 5.1 本文研究工作总结64
• 5.2 后续工作展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文69
• 学术论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 秦旭东;陈宗基;李卫琪;;大型民机的非相似余度飞控计算机研究[J];航空学报;2008年03期

2 王军强;朱章华;;多余度机载计算机的余度管理[J];弹箭与制导学报;2007年05期

3 马秋瑜;吴成富;陈怀民;邓宏德;段晓军;;基于PC104的三余度飞控计算机同步算法的设计与实现[J];测控技术;2007年03期

4 陈宗基,秦旭东,高金源;非相似余度飞控计算机[J];航空学报;2005年03期

5 张小林;小型飞行器测控计算机系统的容错设计[J];微电子学与计算机;2003年02期

6 程新明,熊家军,陈劲松,郭盛刚;一种二模冗余计算机的设计与实现[J];空军雷达学院学报;2001年03期

7 温熙森,徐永成,易晓山;智能理论在BIT设计与故障诊断中的应用[J];国防科技大学学报;1999年01期

8 王非;飞控计算机余度结构与设计策略研究[J];航空计算技术;1996年01期

9 王占林，安敬军，，裘丽华，石立;飞行容错控制系统中的关键技术[J];宇航学报;1995年01期

10 陆洋;;电控旋翼 一种新概念旋翼系统[J];国际航空;2005年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张玲霞;导航系统故障检测与诊断及其相关理论问题的研究[D];西北工业大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑雷;无人机余度飞行控制计算机设计及研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 周月平;无人机余度飞行控制软件的设计与研究[D];南京航空航天大学;2010年

3 王永亮;基于VxWorks的无人机飞行控制软件设计与开发[D];南京航空航天大学;2010年

4 齐劲松;余度飞行控制计算机系统研究与实现[D];西北工业大学;2007年

5 杨飞;余度飞控计算机的设计和仿真技术研究[D];西北工业大学;2007年

6 张枫;基于非相似实时操作系统的双机容错软件及同步问题的研究[D];西北工业大学;2007年

7 杨林芳;无人机容错飞行控制系统研究[D];南京航空航天大学;2007年

8 石贤良;飞行控制计算机系统余度管理技术研究[D];西北工业大学;2006年

9 张锦;三余度飞控计算机系统软件的研究与设计[D];西北工业大学;2006年

10 段晓军;二余度飞控计算机仿真平台研制与应用[D];西北工业大学;2005年

本文编号：1044122