隨著航空電子技術(shù)的發(fā)展,無(wú)人直升機(jī)對(duì)飛行控制系統(tǒng)的操作性能、安全和可靠性、綜合保障能力等特性提出了新的技術(shù)要求。飛行控制系統(tǒng)作為無(wú)人直升機(jī)的核心子系統(tǒng),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、容錯(cuò)技術(shù)等需要適應(yīng)不斷變化的微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。隨著技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)人直升機(jī)開(kāi)始從傳統(tǒng)單一飛行控制系統(tǒng)發(fā)展成為集飛行控制、飛行管理、公共設(shè)備管理等功能為一體的綜合余度飛行器管理系統(tǒng)。與此同時(shí),無(wú)人直升機(jī)飛控系統(tǒng)也正朝著余度、分布式的方向發(fā)展。本文在此背景下開(kāi)展了無(wú)人直升機(jī)分布式飛控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。本文首先從無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的技術(shù)需求出發(fā),闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了分布式飛控軟件的總體架構(gòu),制定了分布式飛控系統(tǒng)的總體驗(yàn)證方案。其次,對(duì)任務(wù)通信中涉及的資源保護(hù)策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)飛控系統(tǒng)通信需求,對(duì)CAN通信方案與協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。之后,對(duì)分布式飛控系統(tǒng)的同步功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)。使用時(shí)間同步算法,對(duì)分布式節(jié)點(diǎn)參考時(shí)鐘同步進(jìn)行了設(shè)計(jì)。使用信號(hào)量與參考時(shí)鐘相結(jié)合的方式,對(duì)用于任務(wù)同步的任務(wù)調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)多核心飛控系統(tǒng)中因跨節(jié)點(diǎn)任務(wù)通信產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步需求,提出并設(shè)計(jì)了一種基于CAN總線通信的飛控系統(tǒng)數(shù)... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

全球鷹無(wú)人機(jī)

無(wú)人直升機(jī)分布式飛行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)種技術(shù)[1]；控制系統(tǒng)中的分布式是指系統(tǒng)各單元之間的結(jié)構(gòu)和組成方式。理解無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)對(duì)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，下面針對(duì)飛控系統(tǒng)的余度技術(shù)、架構(gòu)技術(shù)，從國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)方面分別進(jìn)行綜合分析。1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀有人機(jī) F-16A/B 上最早使用了余度技術(shù)，它采用了相似余度的模擬式四余度電傳飛控系統(tǒng)。隨著無(wú)人機(jī)對(duì)可靠性的要求越來(lái)越高，余度技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上。根據(jù)余度數(shù)目的不同，常見(jiàn)飛行控制系統(tǒng)多為二余度結(jié)構(gòu)與三余度結(jié)構(gòu)。美國(guó)的“全球鷹”無(wú)人偵察機(jī)、X-45A 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、英國(guó) BAE 公司的“科萊克斯”無(wú)人偵察機(jī)、以色列飛機(jī)工業(yè)公司的 B-Hunter 無(wú)人機(jī)采用的是雙余度容錯(cuò)飛控計(jì)算機(jī)。以B-Hunter 無(wú)人機(jī)飛控為例，兩個(gè)飛控計(jì)算機(jī)采用相似雙余度結(jié)構(gòu)。無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，兩個(gè)飛控計(jì)算機(jī)會(huì)同時(shí)接收所有的輸入數(shù)據(jù)信息，而控制信號(hào)是由主飛控計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸出。當(dāng)主飛控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備份計(jì)算機(jī)接替主計(jì)算機(jī)，執(zhí)行無(wú)人機(jī)的控制功能�！叭蝥棥睙o(wú)人機(jī)如圖 1.1所示，X-45A 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)如圖 1.2 所示。

隨著無(wú)人機(jī)對(duì)可靠性的要求越來(lái)越高，余度技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上。根據(jù)余度數(shù)目的不同，常見(jiàn)飛行控制系統(tǒng)多為二余度結(jié)構(gòu)與三余度結(jié)構(gòu)。美國(guó)的“全球鷹”無(wú)人偵察機(jī)、X-45A 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、英國(guó) BAE 公司的“科萊克斯”無(wú)人偵察機(jī)、以色列飛機(jī)工業(yè)公司的 B-Hunter 無(wú)人機(jī)采用的是雙余度容錯(cuò)飛控計(jì)算機(jī)。以B-Hunter 無(wú)人機(jī)飛控為例，兩個(gè)飛控計(jì)算機(jī)采用相似雙余度結(jié)構(gòu)。無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，兩個(gè)飛控計(jì)算機(jī)會(huì)同時(shí)接收所有的輸入數(shù)據(jù)信息，而控制信號(hào)是由主飛控計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸出。當(dāng)主飛控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備份計(jì)算機(jī)接替主計(jì)算機(jī)，執(zhí)行無(wú)人機(jī)的控制功能�！叭蝥棥睙o(wú)人機(jī)如圖 1.1所示，X-45A 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)如圖 1.2 所示。圖 1.1 全球鷹無(wú)人機(jī) 圖 1.2 X-45A 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三余度飛行控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)重構(gòu)與恢復(fù)研究[J]. 王雙雙,陳欣,曹東.  電光與控制. 2018(03)
[2]無(wú)人機(jī)容錯(cuò)飛行控制計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 呂迅竑,姜斌,陳欣,齊瑞云.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2016(11)
[3]IEEE 1588時(shí)鐘同步技術(shù)在分布式系統(tǒng)中的研究[J]. 徐曉霞,丁建功.  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2014(11)
[4]無(wú)人機(jī)故障注入與故障診斷實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)研制[J]. 花良浩,殷芝霞,楊蒲.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2013(08)
[5]無(wú)人機(jī)3×1架構(gòu)余度管理軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J]. 胡靖楓,陳楸,段曉軍.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2013(03)
[6]基于三重容錯(cuò)自校驗(yàn)按字表決算法[J]. 張劍,吳勝昔,孟祥龍,顧幸生.  華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[7]一種用于無(wú)人機(jī)的分布式飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張?jiān)霭?陳欣,呂迅竑.  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2010(08)
[8]分布式電傳飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展及分析[J]. 占正勇,劉林.  飛行力學(xué). 2009(06)
[9]無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)余度管理軟件[J]. 王麗麗,陳欣.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(S1)
[10]軟件實(shí)現(xiàn)的無(wú)人機(jī)故障注入系統(tǒng)[J]. 蔣支運(yùn),陳欣.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)

博士論文
[1]嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度與資源共享模型及算法研究[D]. 王保進(jìn).中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于MBSE的艦載無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)架構(gòu)研究[D]. 堯偉文.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]CAN總線飛控計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 陳云.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]小型無(wú)人機(jī)負(fù)荷分擔(dān)式容錯(cuò)飛行控制軟件設(shè)計(jì)[D]. 孟沖.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]飛行控制計(jì)算機(jī)余度管理與總線通信技術(shù)研究[D]. 王琴.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]無(wú)人機(jī)余度飛行控制計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)及研究[D]. 鄭雷.南京航空航天大學(xué) 2011
[6]無(wú)人機(jī)余度飛行控制軟件設(shè)計(jì)與研究[D]. 劉路.南京航空航天大學(xué) 2011
[7]無(wú)人機(jī)容錯(cuò)飛行控制計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D]. 張?jiān)霭?南京航空航天大學(xué) 2010
[8]無(wú)人機(jī)余度飛行控制軟件的設(shè)計(jì)與研究[D]. 周月平.南京航空航天大學(xué) 2010
[9]無(wú)人機(jī)余度飛行控制計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王麗麗.南京航空航天大學(xué) 2009
[10]無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)實(shí)時(shí)余度軟件設(shè)計(jì)[D]. 馬秋瑜.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3000298