飞行器控制算法、设计软件与数字化仿真

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概      述
CCA42工业级多功能可编程飞行控制系统，采用了类似于MATLAB和Simulink的控制律组态建模软件，只需简单操作鼠标连接相关的功能模块，无需编写代码就可以构建结构和流程直观清晰的控制系统程序。再通过内置的JSBSim和flightgear组成的半实物仿真系统，能够从理论设计直接进入到应用开发阶段，高效快捷地完成控制系统的组态建模、系统辨识、动态仿真、在线调参和实时运行，适用于固定翼、直升机、倾转旋翼机、特殊飞行器、车船艇、机器人、云台等，非常适合专业用户根据个性化需求进行工程开发和应用扩展。


硬件组成

• 三轴角速率陀螺
  
• 三轴加速度计
  
• 三轴磁力计
  
• 空速传感器
  
• 气压高度计
  
• GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo四系统组合10Hz GPS卫星接收机
  
• DSP数字信号处理器
  
• 24位A/D转换器
  
• 16通道CAN总线
  
• 双电源宽电压冗余供电
  
• 18通道PPM控制信号输入
  
• 18通道舵机输出
  
• 2通道电压监测
  
• 2通道转速监测
  
• 8G外置USB高速飞行数据记录器
  

特色功能

• 控制律图形化组态建模，快速构建功能强大的飞行控制系统。
  
• 固定翼、多旋翼/直升机双模式高精度动态三维姿态解算。
  
• 100多项精密测量数据，数据传输速率可分别定义，最高速率100 Hz。
  
• AHRS 和 GPS-INS 惯性组合导航算法。
  
• 优异的宽频耐震特性，可用于各种严酷的使用环境。
  
• 基于齐格勒—尼科尔斯法则的 PID 参数整定器。
  
• JSBSim 飞行动力学模型和 FlightGear 飞行模拟器组成的半物理仿真系统。
  
• CAN Aerospace 协议设备扩展总线，可接入各种用户设备和传感器。
  
• 军品安全保密规范设计，内部程序和航行数据只能写入不能读取和导出。
  
• 方便灵活的航行控制方式，随时随地可从任意航线的任意航点开始飞行。
  
• 多种飞行模式：自动起飞降落、智能压线模式、航点驻留模式、指点驻留模式。
  
• 飞行计划可由多条航线组成，最大容量100条航线，支持KML航线文件导入。
  
• 每条航线可设置1000个航点，每个航点可定义23项参数和18项任务操作。
  
• 多边形扫描航线，可定义航线扫描方向、航线间隔、界外余量、转弯方向等。
  
• 可使用Google 路线图、混合图、卫星图、地形图和Open Street 等在线地图。
  
• 自定义仪表显示方式，自定义操作按钮和交互窗口。
  
• 视频叠加、基站GPS/RTK、飞行历史回放、飞机失踪位置搜寻等功能。
  
• 多功能专业飞行数据分析软件。
  
• 自定义飞行控制软件界面LOGO。
  

技术指标



系统连接示意图



A.GPS天线、B.飞控电源、C.D舵机、E.SBUS_PPM_PWM转换器、F.遥控接收机、G.舵机电源、H.转速传感器、J.CAN总线传感器、K.飞行数据记录器、L.数传电台、M.空速管 。

系统配置表



飞行控制律设计软件 CCA Constructor



A.菜单栏   B.快捷图标按钮   C.工程窗口   D.对象属性窗口  E.遥测数据窗口  F.控制算法编辑区  G.功能模块窗口  H.内部信息窗口  I.调试信息窗口 J.命令输入窗口 K.系统状态窗口  L.数据传送状态栏

工程窗口：



功能模块窗口：



参数模块：



飞行控制算法组态案例：


























飞行控制算法半实物仿真
https://www.zhihu.com/video/1156414562470387712




PID控制器参数整定



遥测数据分析软件

飞行控制软件 CCA Control





1.菜单栏 2.快捷图标操作按钮 3.飞行信息窗口 4.仪表窗口 5.速度滑条 6.飞行时间、系统状态和视频源窗口 7.地面站位置图标 8.起飞点位置图标 9.飞行轨迹 10.目标点指引线、目标点距离、目标点方位角 11.飞机位置图标 12.高度滑条 13.视频叠加和数据传送状态窗口



飞行控制软件菜单



飞行控制软件设置菜单



飞行控制软件设置界面



自定义按钮和窗口设置



航线设置



航点设置菜单



航线、航点、任务设置



起飞航线设置



着陆航线设置



飞机失踪搜索界面



飞行历史回放界面

CCA42 飞行控制系统应用案例