基于LabVIEW的飞控系统传感器性能补偿与信号处理平台设计

摘要

飞控系统传感器用于测量飞行器的各种运动参数，描述飞行器的运动状态及其在空间的位置，是飞行控制系统的首要环节。传感器性能的优劣对整个飞控系统产生很大的影响，因此有必要对传感器性能进行补偿，弥补测量误差。传感器与仪器测试测量技术紧密相连，加上现代计算机技术的推动，虚拟仪器应运而生。与传统仪器相比，虚拟仪器给传感器信号提供了灵活便捷、高性能价格比的测试测量平台。为此，本文针对飞控系统传感器存在的静态和动态误差，利用虚拟仪器技术在LabVIEW环境下设计了传感器性能补偿环节，开发了传感器信号处理平台，对信号进行时域测量、频谱分析、小波消噪、远程传输和网络发布等。 首先，本文分析传感器的静态特性和非线性误差，利用LabVIEW针对飞控系统中的压力传感器，运用神经网络方法设计静态非线性温度补偿仪。其次，分析传感器的动态特性，针对可以简化为二阶模型的传感器，利用LabVIEW设计旨在拓宽其频带以弥补动态测量误差的动态补偿仪。接着，在LabVIEW环境下开发了多种用于传感器信号测试的虚拟仪器，具有波形发生、时域测量、滤波处理、频谱分析等多种功能。随后，研究了小波分析在一维信号消噪中的应用，实现了LabVIEW环境下的阈值法和平移不变量法小波消噪，并利用LabVIEW设计了飞控系统中光纤陀螺零漂信号的小波消噪仪。此外，本文还研究了基于LabVIEW的网络测控技术，运用DataSocket技术设计了传感器的远程校准并实现了VI的网络发布。最后，对全文进行总结，并指出进一步的工作方向。