低空飞行器遥控飞行控制系统的研究与设计

摘要

超低空遥感监测系统采用无人驾驶遥控飞艇作为遥感平台,对山区铁路沿线实施低空遥感,为铁路灾害的预测预防提供实时地面图像信息.作为超低空遥感平台的低空飞行器,该文讨论了采用GPS导航的无人驾遥控飞艇飞行控制系统的理论及其组成,着重分析了各种飞行控制体系的结构特点和提高系统可靠性的具体方法, 并提出低空遥感飞艇余度飞行控制系统的设计方案.首先,通过对飞艇三种飞行控制体的结构和功能比较,提出适合于低空遥感飞行的人工监督自动飞行控制系统,并详细分析了这种控制系统的层次结构和功能.其次,利用故障树分析法,论证了艇载飞行控制器采用冗余备份的必要性.最后,为防止万一,该文提出了四余安全控制系统的实现方法,保证在飞行控制器失效后使飞艇尽快返回地面,避免在空中飘浮.为进一步改善飞艇的飞行性能,需要发展组合或混合飞艇,增强环境适应能力,以实现自动飞行.

目录

文摘

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前言

第一章绪论

§1.1超低空遥感飞行问题的提出

§1.2国内外研究现状

§1.3需要解决的问题

§1.4本文主要工作内容

第二章飞行控制系统基本原理

§2.1低空飞艇的运动特性

2.1.1飞艇空间运动的描述

2.1.2飞艇运动的操纵机构

§2.2飞行姿态控制系统

2.2.1纵向姿态控制系统

2.2.2横向姿态控制系统

§2.3飞行轨迹控制系统

2.3.1飞行高度控制系统

2.3.2飞行速度控制系统

2.3.3侧向偏离控制系统

§2.4飞行导航系统

2.4.1导航概述

2.4.2单机GPS导航系统

2.4.3差分GPS导航系统

2.4.4地面站人工遥控导航系统

§2.5飞行控制系统的实现

2.5.1飞艇人工遥控的基本过程

2.5.2自动飞行控制系统的实现

第三章飞行控制系统物理组成

§3.1引言

§3.2飞行控制系统总体方案

§3.3飞行控制系统地面测控站的组成

§3.4飞行控制系统空中部分的组成

3.4.1飞行控制系统

3.4.2发动机控制系统

3.4.3囊体气压控制系统

§3.5飞行控制系统软件组成

第四章飞行控制体系的结构与功能

§4.1飞行控制体系概述

§4.2人工遥控飞行系统

4.2.1完全人工遥控飞行系统

4.2.2自动控制辅助人工遥控飞行系统

4.2.3冗余人工遥控飞行系统

4.2.4人工遥控飞行系统中人机功能的分配

§4.3自动飞行控制系统

4.3.1完全自主飞行

4.3.2局部自主飞行

4.3.3地面站遥控自动飞行

§4.4人工监督自动飞行控制系统

4.4.1人工监督自动飞行控制系统的可靠度

4.4.2监督控制系统的构成

4.4.3监督控制系统分析

§4.5飞行控制体系的比较

§4.6地面站飞行监测系统

4.6.1监测系统的总体结构

4.6.2监测系统的特点

4.6.3系统软件的实现

第五章飞行遥测遥控系统

§5.1遥测遥控系统概述

§5.2遥测遥控系统组成结构

5.2.1遥测系统组成

5.2.2遥控系统组成

§5.3遥测遥控传输信道

5.3.1遥测信道分配

5.3.2遥控信道分配

第六章控制系统可靠性分析与容错设计

§6.1控制系统可靠性概述

§6.2系统可靠性的故障树分析法

6.2.1建立故障树

6.2.2故障树的定性分析

6.2.3提高系统可靠性的方法

§6.3提高软件可靠性

6.3.1软件可靠性概述

6.3.2软件可靠性设计要求

6.3.3软件可靠性设计

§6.4冗余及容错设计

6.4.1冗余技术概述

6.4.2冗余系统的设计

6.4.3余度飞行控制系统的组成

6.4.4容错技术

§6.5安全控制系统

6.5.1安全控制的必要性

6.5.2安全控制系统的组成

第七章结论

致谢

参考文献