电控旋翼控制系统余度设计技术研究

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1、中图分类号：V249论文编号：102870115－S200学科分类号：082501硕士学位论文电控旋翼控制系统余度设计技术研究研究生姓名王恒国学科、专业飞行器设计研究方向直升机设计指导教师陆洋副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheStudyontheRedundancyDesignTechnologyofElectronicallyControlledRotorControlS

2、ystemAThesisinScienceandTechnologyofAeronauticsandAstronauticsbyWangHengguoAdvisedbyAssociateProf.LuYangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工

3、作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要电控旋翼是一种新型旋翼操纵系统，具有诸多优点，代表了新一代旋翼的发展方向。然而，作为直升机最核心的部件，电控旋翼用电气系统代替了传统的机械操纵线系，其可靠性问题必须高度重视，否则将危及飞行安全。本文以课题组建立的模型电控旋翼系统为对象，借鉴飞控系统的余度设计技术，对电控旋翼

4、的余度技术进行了研究。本文研究包括以下内容：（1）基于对国外典型飞控系统余度技术的分析，结合模型电控旋翼系统的实际情况，提出了一种基于FPGA仲裁机制的相似二余度控制系统设计方案，并对该方案的可靠度进行了初步分析。（2）针对模型电控旋翼系统的传感器部分，提出了一套传感器数据表决融合硬件设计方案及数据融合策略，并基于LMS方法引入预测值对数据融合策略进行了改进。通过仿真和试验验证了改进后数据融合策略的正确性以及感器数据表决融合硬件设计方案的有效性。（3）针对模型电控旋翼系统的控制器部分，基于C6747DSP对控制器的任务功能模块进行了设计，包括任务同步、单元自检等模块，并对DSP的

5、各个功能模块进行了测试。进一步基于FPGA设计了控制器监控、故障检测仲裁、输出通道切换等余度管理功能模块，并对各模块进行了测试。最终验证了本文所提出的基于FPGA仲裁机制的相似二余度控制系统设计方案用于模型电控旋翼的可行性。关键词：电控旋翼，相似余度，仲裁机制，数据融合，故障检测i电控旋翼控制系统余度设计技术研究AbstractTheelectronicallycontrolledrotorisanewconceptofrotorcontrolsystem,hasmanyadvantages,representingthedevelopmentdirectionofanewgen

6、erationofrotor.However,asthecorecomponentsofthehelicopter,electronicallycontrolledrotorelectricalsysteminsteadofthetraditionalmechanicalcontrollines,itsreliabilityproblemsmustbeattachgreatimportance,otherwisewillendangertheflightsafety.Basedontheresearchmodelofrotorsystemasobject,thispaperref

7、erringtotheredundantdesigntechnologyofflightcontrolsystem,theredundancytechnologyofelectronicallycontrolledrotorisstudied.Themaincontentofthethesisisasfollows:(1)Basedontheanalysisoftheflightcontrolsystemoftheforeigntypicalredundanttechnology