电控旋翼控制系统余度设计技术分析

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1、南京航空航天大学硕士学位论文i电控旋翼控制系统余度设计技术研究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

2、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

3、余度，仲裁机制，数据融合，故障检测ii南京航空航天大学硕士学位论文AbstractTheelectronicallycontrolledrotorisanewconceptofrotorcontrolsystem,hasmanyadvantages,representingthedevelopmentdirectionofanewgenerationofrotor.However,asthecorecomponentsofthehelicopter,electronicallycontrolledrotorelectricalsysteminsteadofthetradition

4、almechanicalcontrollines,itsreliabilityproblemsmustbeattachgreatimportance,otherwisewillendangertheflightsafety.Basedontheresearchmodelofrotorsystemasobject,thispaperreferringtotheredundantdesigntechnologyofflightcontrolsystem,theredundancytechnologyofelectronicallycontrolledrotorisstudied.Th

5、emaincontentofthethesisisasfollows:(1)Basedontheanalysisoftheflightcontrolsystemoftheforeigntypicalredundanttechnology,combinedwiththeactualsituationofmodelelectronicallycontrolledrotorsystem,putforwardbasedontheFPGAarbitrationmechanismsimilartotworedundantcontrolsystemdesignscheme,andanalyse

6、sthereliabilityofthescheme.(2)Accordingtothesensorpartofmodelelectronicallycontrolledrotorsystem,putsforwardasetofsensordatavotingfusionhardwaredesignschemeandthedatafusionstrategy,andbasedontheLMSmethodisintroducedintopredictionofdatafusionstrategyisimproved.Throughsimulationandexperimentval

7、idatethecorrectnessoftheimproveddatafusionstrategyvoteandsensordatafusionhardwaredesignschemeiseffective.(3)Accordingtothecontrollerpartofmodelelectronicallycontrolledrotorsystem,basedonDSPC6747taskfunctionmoduleofthecontrollerisdesigned,incl