[實用新型]一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的飛/推綜合控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720029281.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206421232U
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周俊;江駒;肖東;余朝軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的飛/推綜合控制系統(tǒng)，屬于飛行/推力綜合控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代飛機(jī)任務(wù)需求不斷提高，飛機(jī)的這種多任務(wù)和多功能的要求使飛機(jī)各子系統(tǒng)的復(fù)雜程度不斷增加，從而使得在傳統(tǒng)設(shè)計思想中充當(dāng)協(xié)調(diào)器的駕駛員無法勝任。但如果采用飛/推綜合控制技術(shù)，則可以最大限度的發(fā)揮飛機(jī)性能，提高機(jī)動性和生存能力，并使得人機(jī)接口簡單化，減輕駕駛員的工作負(fù)擔(dān)。因此飛/推綜合控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于民用和軍用，具有很大的應(yīng)用前景。

目前飛/推綜合控制結(jié)構(gòu)主要有四種：一是集中設(shè)計方法；二是遞階分散設(shè)計方法；三是設(shè)計具有固定上三角結(jié)構(gòu)的集中控制器再實現(xiàn)分散控制；四是先集中后分離的設(shè)計方法。但第一種方法設(shè)計的控制器非常復(fù)雜，由于現(xiàn)有的機(jī)載傳感器和數(shù)據(jù)總線技術(shù)發(fā)展有限，高階復(fù)雜控制器較難實現(xiàn)。第二種設(shè)計方法沒有將飛機(jī)與發(fā)動機(jī)之間的耦合作用考慮在內(nèi)。第三種方法屬于純數(shù)學(xué)方法，計算開銷大，適用于低階系統(tǒng)。第四種方法設(shè)計復(fù)雜，計算量大。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對上述背景技術(shù)的不足，提供了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的飛/推綜合控制系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)處理單元將傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后傳給控制單元，減輕控制單元的計算量，提高控制效果。

本實用新型為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的飛/推綜合控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、指令生成模塊、姿態(tài)傳感器、氣壓計、空速管、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、數(shù)據(jù)存儲器和舵機(jī)控制模塊；其中姿態(tài)傳感器、氣壓計、空速管、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器通過CAN（Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線與數(shù)據(jù)處理單元連接，指令生成模塊通過IIC（Inter-Integrated Circuit，I2C總線）總線與數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元通過IIC總線與控制單元連接，控制單元通過CAN總線與舵機(jī)控制模塊連接，數(shù)據(jù)存儲器通過IIC總線與控制單元雙向連接。

所述數(shù)據(jù)處理單元采用DSP處理器，型號為TMS320VC33。

所述數(shù)據(jù)存儲器的芯片型號為AT24C08。

一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的飛/推綜合控制系統(tǒng)的控制方法，包含以下步驟：

步驟1）數(shù)據(jù)處理單元通過CAN總線接收來自姿態(tài)傳感器、氣壓計和空速管的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對飛行狀態(tài)進(jìn)行力和力矩的解算，得到當(dāng)前飛機(jī)所受力和力矩；

步驟2）數(shù)據(jù)處理單元通過CAN總線接收來自轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行解算，并通過當(dāng)前發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行推力預(yù)估，得到當(dāng)前發(fā)狀態(tài)動機(jī)所提供的推力及力矩；

步驟3）數(shù)據(jù)處理單元通過IIC總線接收來自指令生成模塊的指令信號，同時根據(jù)步驟（1）（2）計算的飛機(jī)飛行狀態(tài)和發(fā)動機(jī)狀態(tài)，將指令信號轉(zhuǎn)化為控制力和力矩信號，利用優(yōu)化算法對飛機(jī)舵面控制信號和發(fā)動機(jī)控制信號進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化后的指令信號通過IIC總線傳輸給控制單元；

步驟4）控制單元通過IIC總線接收來自數(shù)據(jù)處理單元的控制信息和飛機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制單元根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制律計算，然后將控制信號通過CAN總線輸送給舵機(jī)控制模塊，通過舵機(jī)控制飛機(jī)各舵面和發(fā)動機(jī)油門。

本實用新型具有以下有益效果：

1、數(shù)據(jù)處理和控制分兩個不同單元對信息進(jìn)行處理，減輕飛控計算機(jī)的計算負(fù)擔(dān)，提高飛控計算機(jī)的運(yùn)算速度。

2、加入數(shù)據(jù)存儲單元與控制單元進(jìn)行信息交互，能有效提高控制精度和運(yùn)算速度，提高飛機(jī)的控制性能。

3、充分考慮飛機(jī)和發(fā)動機(jī)之間的耦合，結(jié)構(gòu)簡單，計算量少,易于實現(xiàn)。

4、采用TMS320VC33作為數(shù)據(jù)處理單元的計算芯片，具有很強(qiáng)的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，能有效提高優(yōu)化算法的速度。

附圖說明

圖1是本實用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實用新型的工作流程圖。

圖3是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。