本文選題：飛控系統(tǒng)　切入點：陀螺　出處：《上海交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：飛控系統(tǒng)在飛機上完成裝配后,需進行一系列的運動參數(shù)的測試以確保飛機擁有良好的操控性,其中對駕駛艙飛控系統(tǒng)關(guān)于駕駛桿、駕駛盤和腳蹬的操縱角度、操縱力以及對飛機各舵面的轉(zhuǎn)動角度、角速度需進行測量。傳統(tǒng)的飛控運動參數(shù)特性測試主要采用高精度量角器、計時器和拉壓力計對這些參數(shù)進行人工測量,測量時間長、精度低、自動化程度低。因此研究一套自動化的飛控機械運動特性測量系統(tǒng)對保障飛行品質(zhì)具有積極意義。本文通過對飛控運動參數(shù)的研究,以慣性傳感器MEMS陀螺和重力加速度傳感器相融合的方法和無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的方式,測量駕駛艙飛控操縱機構(gòu)的操縱力和操縱角度以及飛機舵面的角度和角速度。本文首先對飛控系統(tǒng)運動參數(shù)特性進行了分析,在此基礎(chǔ)上對力傳感器、陀螺儀和重力加速度傳感器的測量理論做了研究,并結(jié)合飛控系統(tǒng)運動參數(shù)的特點選定了傳感器型號,針對慣性傳感器的特點進行標(biāo)定和噪聲改善的理論研究,在此基礎(chǔ)上研究了基于傳感器融合的卡爾曼濾波算法。為了實現(xiàn)無線測量和數(shù)據(jù)傳輸,基于ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)了無線通訊系統(tǒng),通過使用LABVIEW8.6上位機軟件和KeilC單片機軟件完成了測量試軟件的開發(fā),軟件具有良好的人機界面,功能上具備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號和測量數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、自動生成圖形曲線功能。最后進行機上測量試驗和系統(tǒng)優(yōu)化,改善后的測量系統(tǒng)能夠滿足飛控駕駛艙操縱機構(gòu)和舵面運動參數(shù)的測量需求,測量時間比采用傳統(tǒng)方法的測量時間減少了50%,角度測量精度達到了±0.05°,數(shù)據(jù)記錄速度提高了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 鹵0.05 擄, and the speed of data recording is increased by 30%.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249.1

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本文編號：1719583