飞控系统故障告警实时监控软件的设计与实现

为了对某型直升机电传飞行控制系统故障进行实时安全监控,降低试飞风险,分析了该系统的故障告警类型、故障判断方法和故障告警形式,根据飞行控制系统在飞行试验过程中的监控需求,以Labview为软件开发平台,开发了故障告警实时监控软件,以故障灯和文本信息显示的方式实现了对飞行控制系统各类型故障分等级实时监控与预警,并对软件实现方法进行了详细说明。在实际的飞行试验任务中,此软件能准确、可靠地实时监控到故障告警信息,完全满足飞行试验对飞控系统故障实时安全监控的需求。     

新一代直升机的飞行试验机载测量系统

主要介绍了新一代直升机科研飞行试验要求的机载测量系统,包括测量系统组成和特点.该测量系统改变了传统的模拟信号集中采集、记录方式,采用可编程的分布式模块化测量系统,可以采集位于直升机各个部位的测量信号,如旋翼系统、尾桨系统、机身的应变载荷、振动、位移、温度等以及其他模拟信号、数字总线等.将数字化PCM数据流合并记录于机载数字记录仪,同时可挑选数据实时遥测.简要介绍了部分配套使用的传感器和设备.     

基于飞参数据的直升机健康监控系统设计

根据陆航部队地面机务维护中,设计实现了基于飞行数据的健康监控系统.系统地分析了基于飞行数据的直升机健康监控系统的方案.从构造原理和结构分析两方面分别讨论了该系统的整体架构;由机载飞行参数采集系统和地面数据处理系统两个子系统构建了健康监控系统,并分别从软件和硬件两个方面对两个子系统进行了详细的设计.通过对飞行数据的分析,对直升机健康监控的几项关键技术进行了讨论.     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。     

基于ZigBee的门式起重机安全监控管理系统

根据门式起重机运行状态安全监控需要,结合ZigBee无线通信技术,设计开发了一种应用于门式起重机的安全监控管理系统.该系统网络节点硬件以STC12C5A60S2为控制器、CC2530为射频收发器.阐述了网络的节点硬件和软件设计,并介绍了上位机监控系统.经实际调试验证,该监控系统具有信号采集与处理准确、控制输出实时、人机交互友好等特点,实现了门式起重机运行的安全监控.     

航空发动机高速振动智能检测监控系统设计与实现

设计了一种航空发动机高速振动智能检测监控系统,系统采用CPCI和模块化架构实现;针对航空发动机高速振动信号的特征,设计了基于DSP的信号采集与处理模块,实现同步采集多路振动信号并进行数据处理;利用FPGA和PowerPC设计信号智能检测与数据记录模块;通过多线程DSP软件实现振动数据的智能检测和监控;试验测试和验证结果表明,系统满足飞行安全实时检测监控工程应用的需求。     

基于振动模型的直升机行星齿轮故障分析与仿真研究

针对直升机主减速器进行基于振动信号的故障诊断试验需要高昂费用的问题,以直升机主减速器的行星齿轮系统为例,对理想条件下McFadden建立的模型进行分析与改进,推导了振动信号的时间延迟模型,从而确定了系统运行时边频的相位变化。分析了行星齿轮系统振动信号的产生与变化规律,建立了故障状态的振动信号模型,并对其进行仿真。通过振动信号的仿真比较,为行星齿轮系统的故障监测与诊断提供借鉴。     

基于RTP/RTCP的塔机远程实时监控系统设计与实现

塔机远程安全监控模型容易受到电缆线或无线电信号的限制,大大降低塔机信号传递距离和质量,导致传统的塔机监控模型信号仅能传递几十米到几百米,无法实现塔机的远程实时监控,设计并实现了一种基于RTP/RTCP的智能塔机远程实时监控系统,采用基于C/S与B/S结合的数据链驱动无缝集成模式,设计了智能塔机远程监控模型,实现了各模块间的网络传递,主要包括嵌入式监控终端、中心服务器以及远程客户端3个模块,对中心服务器和客户端采用RTP/RTCP实现视频传递,设计了基于Ajax的Web交互式人机界面,对大规模网络数据进行实时处理分析,最终完成了塔机远程实时视频传输的过程;实验结果说明,所设计模型能够实现塔机的远程实时智能监控,具有较高的监控效率和精度。     

基于ATML的机载电子系统原位测试系统设计与实现

针对直升机机载电子系统在执行任务过程中故障检测和隔离困难,外场维修保障效率低下,且缺乏快速有效故障检测工具现状的问题,设计了基于ATML标准的机载电子系统原位测试系统。阐述了原位测试系统的基本组成、工作原理、硬件结构、软件架构和测试电缆转接设计方法,以某型机载配电系统为案例进行原位测试需求分析及测试方案设计。利用基于ATML标准的测试软件平台SGTS进行原位测试程序开发,并将该方法应用至某型直升机原位测试系统研制。经实际验证,该原位测试系统的使用大幅提升了机载电子系统的故障检测与隔离率指标,为直升机外场排故提供了有效便捷的手段,提高了外场维护效率。     

二冲程煤油发动机爆震在线监控系统设计与试验研究

为了在线监控某型航空二冲程煤油发动机爆震状态,基于LabVIEW开发平台与NI-PXI设计了发动机爆震在线监控系统。确定了发动机爆震在线监控系统的设计方案,并对发动机爆震在线监控系统的硬件进行了设计。完成了发动机爆震在线监控系统的软件设计,包括信号采集模块、信号处理模块、爆震判断模块以及数据存储模块。搭建了发动机试验台架并进行爆震试验,在线监控发动机机体振动信号并判定发动机爆震工况,试验结果表明发动机爆震在线监控系统能够有效地在线判定发动机爆震状态。     

直升机旋翼平衡实时调整地面维护处理系统设计与实现

为了开展直升机旋翼实时调整技术(In-Flight Tuning, IFT)研究和产品研制,开发了一套地面维护处理系统。它具有工作流程控制、数据采集与监测、在线实时调整、数据分析和健康监测功能。同时针对飞行系统数据传输稳定性、多种独立的业务数据同步问题,设计了一种基于时间的业务数据同步方法,并采用多线程技术优化数据处理。经旋翼塔试验验证,本系统软件运行稳定,实时调整方法能够有效降低旋翼系统振动。     

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。     

C919机载数据实时处理系统设计

对于无人机在输电线路杆塔精细化巡视的路径规划问题,提出了对杆塔巡视路径和杆塔间避障路径的两阶段优化策略。针对利用传统旅行商问题(TSP)求解杆塔巡视路径,在多项式时间无法求得全局最优解问题,研究了基于双调欧几里得TSP求解杆塔最优巡视路径的优化数学模型,以及基于动态规划算法的求解方法。在此基础上,进一步基于人工势场法建立了避开巡视路径障碍最优路径的优化模型及其求解方法。仿真结果表明,利用双调欧几里得TSP确定的巡视路径具有偏转角小、最优路径求解时间短的特点,利用所提两阶段优化策略确定的巡视路径长度较短且能有效避开障碍,有利于实现无人机安全高效巡视杆塔的目标。     

机载电源在线监测系统的研制

机载电源的供电质量对飞机的安全飞行和机载用电设备的正常工作至关重要。在电子试验机试飞环境中,各机载用电设备处于不同的工作状态,可能会影响机载电源的供电质量,因此,需要对试飞中的机载电源进行持续的在线监测,评估其供电质量。针对此,研制了一种机载电源在线监测系统,对115V/400Hz三相交流、28V直流电源的多工作特性参数进行持续的在线监测。该系统基于高性能专用计算机和高速同步数据采集卡,对机载电源电压和电流进行实时采集,采用相关数据处理算法,对多工作特性参数进行快速实时运算,并显示和存储,并对异常工作点的电压、电流进行录波,以便后期分析。该系统在某型电子试验机上进行了实验,监测结果实时、准确,对机载电源提高可靠性和故障分析定位具有重要的意义。     

动力系统的智能化监测与安全保护设计

直升机旋翼模型风洞试验是高转速、高风险的动态试验,为保护试验的安全运行,必须实时、准确、可靠地监测试验台关键驱动设备-动力驱动系统及辅助系统的运行状态,并根据运行状态分级采取相应的保护措施。本文以动力系统主控PLC为基础,打通试验台各系统之间的信息孤岛,提出了一种基于历史数据分析的设备运行状态分级评价及风险评估方法,根据实时运行数据判断动力系统运行风险,给出安全操作建议。风洞试验应用效果表明本文构建的旋翼模型试验台动力系统智能监测与安全保护设计数据分析科学,状态监测实时,安全保护可靠。提高了直升机试验的安全可靠性。     

飞行试验综合安全监控技术

在新型飞机飞行试验任务中,遥测监控技术是保证试飞安全,提高试飞效率的重要手段。针对目前地面实时监控技术面临的问题和挑战,提出采用基于故障树的多类型告警技术、试飞任务的嵌入式准实时数据处理技术及应急处置辅助决策技术等先进监控技术,引入试飞安全决策库理念,建立应急处置辅助决策机制,构建飞行试验综合安全监控系统,实现飞机各系统试飞状态监控和综合故障告警、复杂试飞科目的准实时计算评估和应急处置决策支持。实际飞行试验结果表明,应用此技术开发的综合安全监控系统,可以使试飞指挥员和工程师在第一时间及时准确地获取试验机故障告警、试飞科目评估结果和应急处置决策方案,极大地提高了试飞效率和安全性。     

直升机主轴弯矩标识的幅-相综合相关识别方法

直升机主轴弯矩是新研直升机飞行试验中必须测量、分析与验证的重要技术参数,是主轴设计的结构与强度验证、优化的依据,主轴弯矩测试是飞行试验实时监测、安全保障的重要环节。〖KG-*5〗基于直升机飞行试验主轴弯矩实测方案和大子样结果数据,在理论建模和分析的基础上,提出了幅-相综合相关系数这一新概念,形成直升机主轴弯矩测量标识真伪的谐波幅-相综合相关识别方法,可以简单、量化、精确完成主轴弯矩测量标识真伪的勘别,保障主轴弯矩测量数据处理与分析结果的有效性和准确性,并利用某型直升机试验平台实测数据完成方法验证。该方法为保障新机研制飞行安全和减少技术隐患与风险,提供了一种新思路和新工具,可以推广应用于类似机械旋转轴平行截面正交方向弯矩、直升机桨叶展向不同截面摆振与挥舞弯矩测量通道标识真伪的智能识别。     

机载网络数据实时处理系统设计

随着C919等大型飞机的出现,测试系统对机载实时处理系统提出了更高的技术要求;机载网络数据实时处理系统采用实时性较强的vxWorks开发环境,通过合理调配各个功能模块之间的资源,即合理分配线程来实时的完成所有功能;经过科研试飞验证,该系统具备3 000个参数的实时处理能力,系统运行稳定可扩展性强,满足目前大飞机机上测试系统数据实时处理任务的要求,对保障大飞机试飞科目的顺利进行具有积极的意义。     

基于姿态随动技术的直升机低高度测量

在飞行试验中悬停性能是直升机性能的重要试飞科目。该科目科研试飞鉴定要求有大量的样本数据(海拔、温度、重量、构形的组合)以获取比较准确的试验结论。其中,离地高度是悬停科目试飞与小速度科目试飞中的关键参数。直升机的低高度信息通常由气压式高度传感器、无线电高度表获取。由于受到地面效应、姿态、风速风向等诸多因素的干扰,从而无法保证高精度和可靠性。激光测距逐渐成为一种先进的测量手段应用于直升机低高度测量中。但是在具体实施过程中由于直升机机动飞行姿态变化导致激光高度测量的误差增大与失效。通过机载姿态跟随技术研究不仅克服了直升机机动状态下姿态变化引起的低高度测量误差与失效,而且可由机载综合采集系统将低高度数据融合,实时发送给地面站遥测接收与存储,可以极大扩充数据样本,从而获取比较准确的试验结论。     

某型直升机半物理仿真系统的设计

飞控计算机是现代直升机控制的不可缺少的部分。研制功能完善的高性能飞控计算机是直升机发展的重要一步；在飞控计算机应用到直升机上之前，需要对其进行较为全面的仿真测试；文章结合飞行控制律的设计，开发了用于对飞控计算机进行全面测试的半物理仿真系统；主要完成了模型的建立和仿真，研制了基于嵌入式操作系统VxWorks及仿真工具软件MATLAB的主仿真系统并进行了调试；通过对其开环和闭环的调试以及仿真结果的分析表明，该系统对发送的飞机姿态信息能够进行实时显示和处理。满足飞行品质技术指标要求。半物理仿真结果可真实可靠的反映直升机的飞行过程。