多旋翼无人机地面控制站软件系统设计与开发

针对多旋翼无人机自主飞行实时监控需求,开发了一套完整的多旋翼无人机地面控制站软件系统。根据多旋翼无人机地面控制站软件总体设计分析,基于功能模块化思想,分别设计并实现了飞行监控、飞行任务管理、二维与三维结合的导航电子地图以及数据库技术等功能,为无人机的实时监控提供了有力保障。地面控制站软件系统的三个用户主界面简约美观,能够实时切换,便于地面操作员对无人机的飞行监管。最后,通过某型多旋翼无人机的飞行作业,对地面控制站软件系统进行了全方位测试。实验测试有效地证实了该地面控制站软件系统具有完善的监控功能,操作简便,完全满足无人机地面控制站需求,已经作为标配软件提供给用户使用。     

基于运动估计的无人机视频与遥测同步方法

针对无人机遥测数据和视频由于通讯延迟、链路不稳等因素,视频和遥测数据无法一一对应起来,需要对其进行同步处理的技术需求,提出了基于运动估计的视频与遥测同步方法。对于无人机飞行获取的遥测数据和视频数据,分别进行运动估计,得到基于遥测数据的运动编码和基于视频数据的运动编码,然后基于分析得到的运动编码进行匹配,进而根据匹配结果,对遥测数据进行插值处理,实现遥测与视频的同步。通过对总体运动模式的匹配,在载荷和无人机的遥测协议具体内容未知的情况下,根据运动模式实现视频与遥测的同步。通过灰度投影的方法进行针对无人机遥测数据和视频由于通讯延迟、链路不稳等因素,视频和遥测数据无法一一对应起来,需要对其进行同步处理的技术需求,提出了基于运动估计的视频与遥测同步方法。对于无人机飞行获取的遥测数据和视频数据,分别进行运动估计,得到基于遥测数据的运动编码和基于视频数据的运动编码,然后基于分析得到的运动编码进行匹配,进而根据匹配结果,对遥测数据进行插值处理,实现遥测与视频的同步。通过对总体运动模式的匹配,在载荷和无人机的遥测协议具体内容未知的情况下,根据运动模式实现视频与遥测的同步。通过灰度投影的方法进行运动估计以完成视频的运动编码,大大提高了视频运动估计的效率和速度,最终实现视频与遥测的同步。实现对遥测数据的高精度匹配和插值,提高同步的精度。运动估计以完成视频的运动编码,大大提高了视频运动估计的效率和速度,最终实现视频与遥测的同步。实现对遥测数据的高精度匹配和插值,提高同步的精度。     

多站遥测数据快速融合软件设计与实现

在多站测控系统的飞行试验中,为了快速得到完整有效的测试结果,提高多站遥测数据的利用率,提出了一种利用同步码、帧计数、时码、遥测T0和子帧计数等信息对多站数据进行快速融合的方法,并在VC环境下开发了多站遥测数据快速融合软件。通过在实际飞行试验中的应用,该软件能够快速完成多个遥测站的遥测数据融合,融合后的数据包含了各原始数据文件中的全部有效数据帧。实践表明该数据融合方法和软件的融合效果好、速度快,具有很强的实用价值。     

消息重复型ARINC429总线事件消息包机载实时处理技术研究

ARINC429总线广泛应用于民用飞机中,在飞行试验中,消息重复型ARINC429事件信息的实时监控占用很大的遥测带宽资源;采用机载嵌入式数据处理模块,通过将其嵌入到机载测试系统中,通过采集器底板总线获取ARINC429采集模块采集到的数据,对飞机事件信息进行解析处理,并将处理结果通过遥测系统遥测下传至地面监控中心,大大降低了遥测带宽需求,对于飞行试验实时安全监控有重要意义。     

碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的超声成像

碳纤维增强复合材料在制造和使用过程中会产生褶皱,褶皱缺陷的存在使得纤维层起伏不平,超声波传播至纤维界面时不同声束方向的声能量存在差异.针对此问题,提出一种基于声束指向性函数校正的全聚焦阵列成像方法:制备了含褶皱缺陷的碳纤维增强复合材料试样,建立超声阵列数据采集实验系统,捕获全矩阵数据;考虑超声发射/接收阵元不同声束方向的声能量差异,提出全聚焦成像方法的校正模型;将校正前后的全聚焦成像结果与试样的实物图和光学显微镜图像进行对比分析.实验结果表明:基于指向性函数校正的全聚焦成像方法能够有效降低背景噪声,恢复出被检试样的褶皱缺陷和铺层结构等细节信息,为碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的精确表征提供了理论指导.     

基于激光测距的无人机地形匹配飞行方法研究

为了解决现有民用无人机在山区等复杂地形下难以实现地形匹配飞行的问题,分析了地形匹配飞行的技术难点,提出了一种基于激光测距的无人机地形匹配飞行方法;先运用基于最小二乘法的拟合模型提高激光测距模块的精度,再利用激光测距模块分别实时测得无人机与地面的相对高度和地形的起伏角度,结合DMC-PID串级控制算法,使得无人机可以自主实现地形匹配飞行;该方法无需昂贵的地形检测传感器和复杂的软件算法,具有设备重量轻,应用难度低等特点;通过实地飞行测试,验证了该方法的有效性和可行性。      

C波段无线网络通信技术及在飞行试验遥测中应用构想

在分析国内外C波段无线网络通信研究进展基础上,结合现行飞行试验遥测中遇到的技术瓶颈,提出了将C波段无线网络通信技术应用于飞行试验遥测中的构想,建立基于C波段的无线网络的空地一体化遥测网络体系。C波段空地网络化遥测链路的建立,扩展遥测数据传输可用频段的同时增加上行通道,建立机载网络系统与地面监控网络的网络通信链路,为未来空天地一体化遥测网络的建立建立技术基础;同时利用通用的网络管理流程,对整个测试资源动态配比,提高试飞效率。     

基于特征结构配置的飞翼无人机纵向控制律设计与 试飞验证

针对飞翼无人机的纵向、横侧向静稳定性较差,飞机纵向短周期模态稳定性不足等问题,以某小型飞翼无人机为对象,研究了特征结构配置方法,并提出了基于特征结构配置方法的前向增益型、误差积分型控制律设计方案;利用线性模型设计了该飞机的纵向控制律,通过非线性仿真分析、飞翼无人机的试飞验证了该控制方案的可行性与有效性;仿真及试飞结果表明：采用特征结构配置方法设计的飞行控制系统具有较好的控制效果,改善了飞翼飞机的飞行品质。     

遥测数据选择器的设计与研究

飞行控制组件测试中,多套组件需要在同一温度梯度进行串行测试;针对这一需求,设计开发了一种既可程序控制,又可手动控制的多通道BMK遥测数据选择器;该数据选择器主要包括FPGA模块、通道选通控制地址缓冲模块、BMK接收模块、BMK转发模块、指示电路模块、供电模块和时钟电路模块;该设计以FPGA为核心,功能灵活、结构精简,而且每个通道BMK遥测数据中的各路信号延时可调,提高了BMK遥测数据的传输精度;试验中对BMK遥测数据选择器的5个通道均进行上百次数据帧收发实验,接收数据正确;结果表明,该数据选择器工作稳定,设计合理,而且有效缩短了测试时间,提高了测试效率。     

基于TDMA多目标遥测数据传输系统设计与实现

遥测监控是新机试飞提高试飞效率、保障试飞安全的重要手段,遥测数据的传输能力和传输质量决定了遥测实时监控性能的优劣。随着大量飞机同场次试飞任务的广泛开展,现有飞行试验单站点对应单目标的遥测体制存在一定的局限性,为了解决多个目标同时遥测数据传输的难题,本文在对常用的几种多目标体制进行了比较的基础上,设计了一套基于TDMA体制的多目标遥测数据传输系统,对该系统数据的传输速率、距离进行了理论计算,并进行了飞行试验验证,能够满足任务需求,有着很好的应用前景。