大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)（Air data computer）是指利用飛行器上搭載的各種傳感器,采集大氣靜壓、大氣動(dòng)壓、總溫等原始數(shù)據(jù),經(jīng)解算得出氣壓高度、空速、升降速度等數(shù)據(jù)并進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng),這些大氣數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)測(cè)量傳輸對(duì)無(wú)人旋翼機(jī)的操控飛行具有重要的參考意義。我國(guó)現(xiàn)有針對(duì)小型無(wú)人旋翼機(jī)的大氣數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)具有一定的技術(shù)基礎(chǔ),但是依舊存在測(cè)量精度低、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差、抗干擾能力不足等一系列問(wèn)題,與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的技術(shù)差距,無(wú)法滿(mǎn)足無(wú)人旋翼機(jī)的操控要求。本文通過(guò)具體分析無(wú)人旋翼機(jī)的飛行特性以及控制需求,設(shè)計(jì)了一種基于數(shù)字式MEMS傳感器和TMS320F28335芯片的小型大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。該測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字式MEMS傳感器采集無(wú)人旋翼機(jī)周?chē)即髿鈪?shù),再經(jīng)過(guò)壓力、溫度補(bǔ)償、數(shù)據(jù)濾波等處理之后得出氣壓高度、溫度大小、飛行速度等數(shù)據(jù),然后通過(guò)RS-485接口實(shí)時(shí)傳輸給飛行控制系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下:（1）對(duì)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)背景、發(fā)展史以國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述,然后對(duì)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的功能、組成以及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹;（2）對(duì)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和分析,詳細(xì)描述了對(duì)器件的選... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自行設(shè)計(jì)的無(wú)人旋翼機(jī)Figure1-1Self-designedunmannedrotorcraft

中北大學(xué)學(xué)位論文12流層中某一高度的氣溫為式2-5所示：()HbbT=T+HH（2-5）式中：bT—相應(yīng)大氣溫度的下限值；bH—相應(yīng)層的重力勢(shì)高度。氣溫與高度的關(guān)系如圖2-1所示。圖2-1大氣溫度與高度的關(guān)系Figure2-1Relationshipbetweenairtemperatureandaltitude2.1.3大氣壓力大氣壓力是指物體單位面積上所受到的大氣垂直作用力，用符號(hào)P表示，不同高度的靜壓一般用SP或HP表示。大氣壓力的產(chǎn)生是由于無(wú)數(shù)運(yùn)動(dòng)著的大氣分子不斷的對(duì)物體表面進(jìn)行沖擊，這就表現(xiàn)為大氣對(duì)該物體表面施加了一定的力，根據(jù)研究證明，在靜止的大氣中，隨意取一高度，氣壓值相當(dāng)于在其單位面積上所受到的大氣柱重量。以地球表面作為起始點(diǎn)，如果每次向起始點(diǎn)上方增加一段距離，那么在其上面的空氣柱就會(huì)縮短一部分，這樣氣壓就會(huì)下降一部分；如果不斷的向上延伸，那么上方的空氣柱就會(huì)持續(xù)變短，氣壓也就會(huì)持續(xù)變低，這就是通常所說(shuō)的隨著高度的增加，氣壓就會(huì)持續(xù)的降低[24]。如果將大氣層作為一個(gè)整體進(jìn)行理解，其實(shí)所謂的大氣壓力隨著高度的升高而下降是由于離地表越高的地方，大氣層的密度越低，這才是大氣壓力降低的主要原因，

中北大學(xué)學(xué)位論文13所以如果處于大氣密度較大的地方，氣壓減小的速度就會(huì)快很多，而大氣密度本來(lái)就小的地方，氣壓減小的就會(huì)慢很多。無(wú)人旋翼機(jī)飛行的位置一般處于對(duì)流層，而影響對(duì)流層氣壓的另外一個(gè)因素是溫度，距離地表越高的地方溫度也會(huì)越低，所以氣壓在氣溫和密度的雙重影響下下降的會(huì)比其它地方更快。無(wú)人旋翼機(jī)飛行過(guò)程中，大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)使用的主要是靜壓、動(dòng)壓和全壓這三種大氣壓力。(1)靜壓(HP)：無(wú)人旋翼機(jī)四周自由空氣的壓力。是指空氣分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位面積上的大氣分子作用在無(wú)人旋翼機(jī)上力的總和，可以定義為無(wú)人旋翼機(jī)前方無(wú)限遠(yuǎn)處的來(lái)流靜壓。(2)動(dòng)壓(dP)：氣流若發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)就會(huì)有動(dòng)能的產(chǎn)生，當(dāng)氣流遇到駐點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為壓力能和熱能，從而壓力升高，溫度升高[25]。單位面積上升高的壓力被稱(chēng)為動(dòng)壓，如式2-6所示。212dHP=v（2-6）式中：H—標(biāo)準(zhǔn)大氣下H高度上的空氣密度；v—飛行器空速。(3)全壓(tP)：靜壓加動(dòng)壓的數(shù)值之和，也可稱(chēng)其為總壓，是氣流處于駐點(diǎn)時(shí)，單位面積上承受的總壓力。大氣壓力與高度的關(guān)系如圖2-2所示。圖2-2大氣壓力與高度的關(guān)系Figure2-2Relationshipbetweenairpressureandaltitude

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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