[實用新型]風洞虛擬飛行試驗的飛行控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN212275202U
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 王建鋒;蘆士光;譚浩;楊文
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司哈爾濱空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;G01M9/06
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 劉坤

本實用新型是一種風洞虛擬飛行試驗的飛行控制系統(tǒng)，屬于風洞虛擬飛行試驗領域，目的是解決識別模型偏航角，功能單一，無法滿足復雜的風洞試驗需求等問題。該系統(tǒng)由可編程自動駕駛儀、遙控器接收機、遙控器、電源、適配電路、電臺、陀螺儀、編碼器、飛行控制程序等構成，通過三自由度支撐裝置與模型支桿連接，以及飛行控制裝置按照控制律及控制程序控制模型舵面，實現模型姿態(tài)和姿態(tài)角速度測量，同時實現設備與外部計算機的無線通訊，省去操作人員的現場手動作業(yè)，降低風洞模擬飛行試驗中飛行器的控制難度，提高控制效率，解決了開發(fā)板尺寸較大，占用模型空間，有效的減小了模型重量，大大降低了開發(fā)難度。

技術領域

本實用新型是一種風洞虛擬飛行試驗的飛行控制系統(tǒng)，尤其涉及風洞虛擬飛行試驗的飛行控制，屬于風洞虛擬飛行試驗遠程控制領域。

背景技術

風洞虛擬飛行試驗是在國內剛剛起步的風洞試驗技術，把飛行器模型安裝在風洞中具有三個轉動自由度的專用支撐裝置上，讓模型三個角位移可以自由轉動或者按照飛行器的飛行要求加以實時舵面操縱控制，較為真實地模擬飛行器的機動運動過程，可同時測量飛行器氣動和運動參數，檢驗飛行器響應和操縱控制特性，從而達到氣動與運動一體化研究，探索氣動與運動耦合機理的目的。試驗中核心控制元件為飛行控制裝置，飛行控制裝置需要實現模型多舵機控制、傳感器數據采集、外部指令獲取、試驗數據記錄保存、控制律或控制程序修改等功能。

應用于風洞虛擬飛行試驗的飛行控制裝置可采用航模飛控計算機實現，該方案一般只能夠完成模型的低精度姿態(tài)控制，另在風洞屏蔽作用下無法識別模型偏航角，功能單一，無法滿足復雜的風洞試驗需求；也可采用嵌入式開發(fā)板實現，如DSP開發(fā)板、ARM開發(fā)板等，該方案一般可實現風洞試驗需求，但開發(fā)板一般尺寸較大，占用模型空間，并增加模型重量，開發(fā)難度大。

實用新型內容

為解決識別模型偏航角，功能單一，無法滿足復雜的風洞試驗需求等問題，本實用新型提供一種風洞虛擬飛行試驗的飛行控制系統(tǒng)，具體方案如下：

該系統(tǒng)包括可編程自動駕駛儀、電臺、電源、適配電路、外設接口適配器、遙控器接收機、遙控器、陀螺儀和編碼器；

可編程自動駕駛儀連接有外設接口適配器，外設接口適配器同時連接1到10個PWM控制形式舵機；

遙控器接收機通過外設接口適配器與可編程自動駕駛儀連接，并與遙控器建立通訊；

陀螺儀與外設接口適配器連接；

編碼器連接在外設接口適配器上；

電臺與計算機、可編程自動駕駛儀建立連接；

電源負責為該系統(tǒng)供電；

適配電路用于將電源電壓進行轉換，并適配至可編程自動駕駛儀、電臺、外設接口適配器、遙控器接收機。

進一步地，所述的電臺包括主電臺和從電臺，主電臺與計算機建立信息傳輸，從電臺一端連接可編程自動駕駛儀，另一端連接有電源為從電臺供電。

進一步地，所述的電源，由鋰電組構成，輸出最高11.6V電壓；所述的適配電路，將電源進行電壓轉換從而適配其他設備。

進一步地，所述的陀螺儀為三軸MEMS陀螺儀；所述的編碼器為三個增量式編碼器。

本實用新型的有益效果體現在：

本實用新型滿足風洞虛擬飛行試驗任務需求的飛行控制裝置，即能夠實現1-10個舵機同步控制、實現模型姿態(tài)角的高精度測量、實現飛行控制程序的設計與下載、實現試驗參數數據采集，實現模型姿態(tài)和姿態(tài)角速度測量，同時實現設備與外部計算機的無線通訊，省去操作人員的現場手動作業(yè)，降低風動模擬飛行試驗中飛行器的控制難度，提高控制效率，解決了開發(fā)板尺寸較大，占用模型空間的，有效的減小了模型重量，大大降低了開發(fā)難度。

附圖說明