无人直升机分布式飞行控制系统软件设计与开发
发布时间：2021-01-26 02:14
随着航空电子技术的发展,无人直升机对飞行控制系统的操作性能、安全和可靠性、综合保障能力等特性提出了新的技术要求。飞行控制系统作为无人直升机的核心子系统,其系统结构、容错技术等需要适应不断变化的微电子和计算机技术的发展。随着技术的快速发展,无人直升机开始从传统单一飞行控制系统发展成为集飞行控制、飞行管理、公共设备管理等功能为一体的综合余度飞行器管理系统。与此同时,无人直升机飞控系统也正朝着余度、分布式的方向发展。本文在此背景下开展了无人直升机分布式飞控系统软件的设计与开发工作。本文首先从无人直升机飞行控制系统的技术需求出发,阐述了系统的设计方案,设计了分布式飞控软件的总体架构,制定了分布式飞控系统的总体验证方案。其次,对任务通信中涉及的资源保护策略进行了设计。根据飞控系统通信需求,对CAN通信方案与协议进行了详细设计。之后,对分布式飞控系统的同步功能进行了设计。使用时间同步算法,对分布式节点参考时钟同步进行了设计。使用信号量与参考时钟相结合的方式,对用于任务同步的任务调度机制进行了设计。针对多核心飞控系统中因跨节点任务通信产生的数据同步需求,提出并设计了一种基于CAN总线通信的飞控系统数...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球鹰无人机
无人直升机分布式飞行控制系统软件设计与开发种技术[1]；控制系统中的分布式是指系统各单元之间的结构和组成方式。理解无人机飞控系统领域的发展现状与趋势对无人机飞控系统的设计至关重要，下面针对飞控系统的余度技术、架构技术，从国际国内两个方面分别进行综合分析。1.2.1 国外研究现状有人机 F-16A/B 上最早使用了余度技术，它采用了相似余度的模拟式四余度电传飞控系统。随着无人机对可靠性的要求越来越高，余度技术开始应用在无人机上。根据余度数目的不同，常见飞行控制系统多为二余度结构与三余度结构。美国的“全球鹰”无人侦察机、X-45A 无人作战飞机、英国 BAE 公司的“科莱克斯”无人侦察机、以色列飞机工业公司的 B-Hunter 无人机采用的是双余度容错飞控计算机。以B-Hunter 无人机飞控为例，两个飞控计算机采用相似双余度结构。无人机飞行时，两个飞控计算机会同时接收所有的输入数据信息，而控制信号是由主飞控计算机进行输出。当主飞控计算机发生故障时，备份计算机接替主计算机，执行无人机的控制功能。“全球鹰”无人机如图 1.1所示，X-45A 无人作战飞机如图 1.2 所示。
随着无人机对可靠性的要求越来越高，余度技术开始应用在无人机上。根据余度数目的不同，常见飞行控制系统多为二余度结构与三余度结构。美国的“全球鹰”无人侦察机、X-45A 无人作战飞机、英国 BAE 公司的“科莱克斯”无人侦察机、以色列飞机工业公司的 B-Hunter 无人机采用的是双余度容错飞控计算机。以B-Hunter 无人机飞控为例，两个飞控计算机采用相似双余度结构。无人机飞行时，两个飞控计算机会同时接收所有的输入数据信息，而控制信号是由主飞控计算机进行输出。当主飞控计算机发生故障时，备份计算机接替主计算机，执行无人机的控制功能。“全球鹰”无人机如图 1.1所示，X-45A 无人作战飞机如图 1.2 所示。图 1.1 全球鹰无人机 图 1.2 X-45A 无人作战飞机
【参考文献】：
期刊论文
[1]三余度飞行控制计算机系统重构与恢复研究[J]. 王双双,陈欣,曹东. 电光与控制. 2018(03)
[2]无人机容错飞行控制计算机体系结构研究[J]. 吕迅竑,姜斌,陈欣,齐瑞云. 系统工程与电子技术. 2016(11)
[3]IEEE 1588时钟同步技术在分布式系统中的研究[J]. 徐晓霞,丁建功. 计算机与数字工程. 2014(11)
[4]无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制[J]. 花良浩,殷芝霞,杨蒲. 计算机应用与软件. 2013(08)
[5]无人机3×1架构余度管理软件设计与开发[J]. 胡靖枫,陈楸,段晓军. 计算机测量与控制. 2013(03)
[6]基于三重容错自校验按字表决算法[J]. 张剑,吴胜昔,孟祥龙,顾幸生. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]一种用于无人机的分布式飞行控制系统设计[J]. 张增安,陈欣,吕迅竑. 计算机系统应用. 2010(08)
[8]分布式电传飞行控制系统结构发展及分析[J]. 占正勇,刘林. 飞行力学. 2009(06)
[9]无人机飞行控制计算机余度管理软件[J]. 王丽丽,陈欣. 南京航空航天大学学报. 2009(S1)
[10]软件实现的无人机故障注入系统[J]. 蒋支运,陈欣. 哈尔滨工业大学学报. 2006(11)
博士论文
[1]嵌入式实时系统的任务调度与资源共享模型及算法研究[D]. 王保进.中国人民解放军信息工程大学 2005
硕士论文
[1]基于MBSE的舰载无人机飞控系统架构研究[D]. 尧伟文.南京航空航天大学 2017
[2]CAN总线飞控计算机设计与开发[D]. 陈云.南京航空航天大学 2016
[3]小型无人机负荷分担式容错飞行控制软件设计[D]. 孟冲.南京航空航天大学 2015
[4]飞行控制计算机余度管理与总线通信技术研究[D]. 王琴.南京航空航天大学 2012
[5]无人机余度飞行控制计算机设计及研究[D]. 郑雷.南京航空航天大学 2011
[6]无人机余度飞行控制软件设计与研究[D]. 刘路.南京航空航天大学 2011
[7]无人机容错飞行控制计算机的设计研究[D]. 张增安.南京航空航天大学 2010
[8]无人机余度飞行控制软件的设计与研究[D]. 周月平.南京航空航天大学 2010
[9]无人机余度飞行控制计算机关键技术研究[D]. 王丽丽.南京航空航天大学 2009
[10]无人机飞控系统实时余度软件设计[D]. 马秋瑜.西北工业大学 2007
本文编号：3000298
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球鹰无人机
无人直升机分布式飞行控制系统软件设计与开发种技术[1]；控制系统中的分布式是指系统各单元之间的结构和组成方式。理解无人机飞控系统领域的发展现状与趋势对无人机飞控系统的设计至关重要，下面针对飞控系统的余度技术、架构技术，从国际国内两个方面分别进行综合分析。1.2.1 国外研究现状有人机 F-16A/B 上最早使用了余度技术，它采用了相似余度的模拟式四余度电传飞控系统。随着无人机对可靠性的要求越来越高，余度技术开始应用在无人机上。根据余度数目的不同，常见飞行控制系统多为二余度结构与三余度结构。美国的“全球鹰”无人侦察机、X-45A 无人作战飞机、英国 BAE 公司的“科莱克斯”无人侦察机、以色列飞机工业公司的 B-Hunter 无人机采用的是双余度容错飞控计算机。以B-Hunter 无人机飞控为例，两个飞控计算机采用相似双余度结构。无人机飞行时，两个飞控计算机会同时接收所有的输入数据信息，而控制信号是由主飞控计算机进行输出。当主飞控计算机发生故障时，备份计算机接替主计算机，执行无人机的控制功能。“全球鹰”无人机如图 1.1所示，X-45A 无人作战飞机如图 1.2 所示。
随着无人机对可靠性的要求越来越高，余度技术开始应用在无人机上。根据余度数目的不同，常见飞行控制系统多为二余度结构与三余度结构。美国的“全球鹰”无人侦察机、X-45A 无人作战飞机、英国 BAE 公司的“科莱克斯”无人侦察机、以色列飞机工业公司的 B-Hunter 无人机采用的是双余度容错飞控计算机。以B-Hunter 无人机飞控为例，两个飞控计算机采用相似双余度结构。无人机飞行时，两个飞控计算机会同时接收所有的输入数据信息，而控制信号是由主飞控计算机进行输出。当主飞控计算机发生故障时，备份计算机接替主计算机，执行无人机的控制功能。“全球鹰”无人机如图 1.1所示，X-45A 无人作战飞机如图 1.2 所示。图 1.1 全球鹰无人机 图 1.2 X-45A 无人作战飞机
【参考文献】：
期刊论文
[1]三余度飞行控制计算机系统重构与恢复研究[J]. 王双双,陈欣,曹东. 电光与控制. 2018(03)
[2]无人机容错飞行控制计算机体系结构研究[J]. 吕迅竑,姜斌,陈欣,齐瑞云. 系统工程与电子技术. 2016(11)
[3]IEEE 1588时钟同步技术在分布式系统中的研究[J]. 徐晓霞,丁建功. 计算机与数字工程. 2014(11)
[4]无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制[J]. 花良浩,殷芝霞,杨蒲. 计算机应用与软件. 2013(08)
[5]无人机3×1架构余度管理软件设计与开发[J]. 胡靖枫,陈楸,段晓军. 计算机测量与控制. 2013(03)
[6]基于三重容错自校验按字表决算法[J]. 张剑,吴胜昔,孟祥龙,顾幸生. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]一种用于无人机的分布式飞行控制系统设计[J]. 张增安,陈欣,吕迅竑. 计算机系统应用. 2010(08)
[8]分布式电传飞行控制系统结构发展及分析[J]. 占正勇,刘林. 飞行力学. 2009(06)
[9]无人机飞行控制计算机余度管理软件[J]. 王丽丽,陈欣. 南京航空航天大学学报. 2009(S1)
[10]软件实现的无人机故障注入系统[J]. 蒋支运,陈欣. 哈尔滨工业大学学报. 2006(11)
博士论文
[1]嵌入式实时系统的任务调度与资源共享模型及算法研究[D]. 王保进.中国人民解放军信息工程大学 2005
硕士论文
[1]基于MBSE的舰载无人机飞控系统架构研究[D]. 尧伟文.南京航空航天大学 2017
[2]CAN总线飞控计算机设计与开发[D]. 陈云.南京航空航天大学 2016
[3]小型无人机负荷分担式容错飞行控制软件设计[D]. 孟冲.南京航空航天大学 2015
[4]飞行控制计算机余度管理与总线通信技术研究[D]. 王琴.南京航空航天大学 2012
[5]无人机余度飞行控制计算机设计及研究[D]. 郑雷.南京航空航天大学 2011
[6]无人机余度飞行控制软件设计与研究[D]. 刘路.南京航空航天大学 2011
[7]无人机容错飞行控制计算机的设计研究[D]. 张增安.南京航空航天大学 2010
[8]无人机余度飞行控制软件的设计与研究[D]. 周月平.南京航空航天大学 2010
[9]无人机余度飞行控制计算机关键技术研究[D]. 王丽丽.南京航空航天大学 2009
[10]无人机飞控系统实时余度软件设计[D]. 马秋瑜.西北工业大学 2007
本文编号：3000298
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