基于捷联惯性技术飞控运动参数测量系统研究
本文选题:飞控系统 切入点:陀螺 出处:《上海交通大学》2015年硕士论文
【摘要】:飞控系统在飞机上完成装配后,需进行一系列的运动参数的测试以确保飞机拥有良好的操控性,其中对驾驶舱飞控系统关于驾驶杆、驾驶盘和脚蹬的操纵角度、操纵力以及对飞机各舵面的转动角度、角速度需进行测量。传统的飞控运动参数特性测试主要采用高精度量角器、计时器和拉压力计对这些参数进行人工测量,测量时间长、精度低、自动化程度低。因此研究一套自动化的飞控机械运动特性测量系统对保障飞行品质具有积极意义。本文通过对飞控运动参数的研究,以惯性传感器MEMS陀螺和重力加速度传感器相融合的方法和无线通信网络技术相结合的方式,测量驾驶舱飞控操纵机构的操纵力和操纵角度以及飞机舵面的角度和角速度。本文首先对飞控系统运动参数特性进行了分析,在此基础上对力传感器、陀螺仪和重力加速度传感器的测量理论做了研究,并结合飞控系统运动参数的特点选定了传感器型号,针对惯性传感器的特点进行标定和噪声改善的理论研究,在此基础上研究了基于传感器融合的卡尔曼滤波算法。为了实现无线测量和数据传输,基于ZIGBEE网络技术开发了无线通讯系统,通过使用LABVIEW8.6上位机软件和KeilC单片机软件完成了测量试软件的开发,软件具有良好的人机界面,功能上具备通过无线网络传输控制信号和测量数据、存储数据、自动生成图形曲线功能。最后进行机上测量试验和系统优化,改善后的测量系统能够满足飞控驾驶舱操纵机构和舵面运动参数的测量需求,测量时间比采用传统方法的测量时间减少了50%,角度测量精度达到了±0.05°,数据记录速度提高了30%。
[Abstract]:After the flight control system is assembled on the aircraft, a series of motion parameters should be tested to ensure that the aircraft has good maneuverability, including the control angle of the cockpit flight control system about the driving lever, steering wheel and pedaling.The steering force and the rotation angle and angular velocity of the rudder surface of the aircraft need to be measured.The traditional flight control motion parameter characteristic test mainly uses the high precision protractor, the timer and the pull pressure gauge to carry on the manual measurement to these parameters, the measurement time is long, the precision is low, the automation degree is low.Therefore, it is of great significance to study an automatic measurement system of motion characteristics of flight control machinery for ensuring flight quality.Based on the research of flight control motion parameters, this paper combines the inertial sensor MEMS gyroscope with the gravity acceleration sensor and the wireless communication network technology.Measure the steering force and angle of the flight control mechanism and the angle and angular velocity of the rudder surface of the aircraft.In this paper, the characteristics of motion parameters of flight control system are analyzed, and the measurement theory of force sensor, gyroscope and gravity acceleration sensor is studied, and the sensor model is selected according to the characteristics of motion parameters of flight control system.Based on the theoretical research of calibration and noise improvement of inertial sensors, the Kalman filtering algorithm based on sensor fusion is studied.In order to realize wireless measurement and data transmission, a wireless communication system is developed based on ZIGBEE network technology. The software is developed by using LABVIEW8.6 software and KeilC MCU software. The software has a good man-machine interface.It has the function of transmitting control signal and measuring data through wireless network, storing data and generating graph curve automatically.Finally, the on-board measurement test and system optimization are carried out. The improved measurement system can meet the measurement requirements of flight control cockpit maneuvering mechanism and rudder surface motion parameters.Compared with the traditional method, the measuring time is reduced by 50%, the precision of angle measurement is 卤0.05 掳, and the speed of data recording is increased by 30%.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V249.1
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,本文编号:1719583
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