本文選題：飛控系統(tǒng)　切入點(diǎn)：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(jī)上完成裝配后,需進(jìn)行一系列的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)試以確保飛機(jī)擁有良好的操控性,其中對(duì)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(duì)飛機(jī)各舵面的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、角速度需進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的飛控運(yùn)動(dòng)參數(shù)特性測(cè)試主要采用高精度量角器、計(jì)時(shí)器和拉壓力計(jì)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行人工測(cè)量,測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、精度低、自動(dòng)化程度低。因此研究一套自動(dòng)化的飛控機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性測(cè)量系統(tǒng)對(duì)保障飛行品質(zhì)具有積極意義。本文通過對(duì)飛控運(yùn)動(dòng)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(cè)量駕駛艙飛控操縱機(jī)構(gòu)的操縱力和操縱角度以及飛機(jī)舵面的角度和角速度。本文首先對(duì)飛控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)特性進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上對(duì)力傳感器、陀螺儀和重力加速度傳感器的測(cè)量理論做了研究,并結(jié)合飛控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的特點(diǎn)選定了傳感器型號(hào),針對(duì)慣性傳感器的特點(diǎn)進(jìn)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(shí)現(xiàn)無線測(cè)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(jī)軟件和KeilC單片機(jī)軟件完成了測(cè)量試軟件的開發(fā),軟件具有良好的人機(jī)界面,功能上具備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號(hào)和測(cè)量數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成圖形曲線功能。最后進(jìn)行機(jī)上測(cè)量試驗(yàn)和系統(tǒng)優(yōu)化,改善后的測(cè)量系統(tǒng)能夠滿足飛控駕駛艙操縱機(jī)構(gòu)和舵面運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量需求,測(cè)量時(shí)間比采用傳統(tǒng)方法的測(cè)量時(shí)間減少了50%,角度測(cè)量精度達(dá)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1

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本文編號(hào)：1719583