通用航空飞机航姿数据获取与分析技术研究

发布时间：2017-12-22 02:36

  本文关键词：通用航空飞机航姿数据获取与分析技术研究　出处：《中国民用航空飞行学院》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 通用航空 航姿数据 采集 存储 MEMS 姿态解算 仿真

【摘要】：近些年来,我国通航事业迅速发展,对通航飞机的飞行品质监控也显得越来越重要。飞行品质的监控离不开飞行数据,航姿数据作为一组非常重要的飞行数据,目前仍有较多的通航飞机无法获得,严重阻碍了通航飞机的飞行品质的监控。论文针对目前通航现状,基于通航飞机飞行品质监控平台这一课题,提出了一种基于MEMS惯性传感器的航姿数据采集分析方案,完成了方案所需要的硬件电路设计和软件电路设计,搭建了较为完整的通用航空飞机航姿数据获取与分析平台。设计完成后,利用陀螺仪表测试转台和塞斯纳奖状CJl模拟机进行验证测试,成功地将实验过程中的航姿数据进行了采集和保存。根据采集的原始数据,采用互补滤波和误差补偿算法,进行姿态解算,与真实数据进行对比,结果表明系统具有较高的准确性及可靠性。论文首先介绍了目前通航国内外航姿数据采集现状,以及本课题的目的及意义。根据系统所要实现的功能,进行了硬件选择。微处理器选择了基于ARM内核的STM32单片机,传感器选择了全球首例整合性6轴运动处理组件MPU6050,可分别输出3轴加速度和角速度的数字量。航姿数据的存储介质选择常见的可插拔式SD卡,通过移植文件系统,可将采集的原始数据以csv格式保存到SD卡。论文其次介绍了MEMS技术的相关知识,包括MEMS技术的定义、特点、国内外现状等。重点介绍了基于MEMS技术的微机械加速度计和微机械陀螺仪的工作原理。介绍了互补滤波器的工作原理,分析了系统可能存在的误差源。论文最后分别进行了陀螺测试转台和模拟机实验验证,根据在陀螺仪表测试转台和塞斯纳奖状CJl模拟机上采集到的原始数据,采用互补滤波算法和误差补偿算法,进行姿态解算。利用MATLAB对姿态解算结果进行仿真,与真实数据进行对比,确定了其准确性和可靠性。
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V241

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本文编号：1318141