航模飞行操纵器结构和硬件设计
简述飞控系统的部件组成
简述飞控系统的部件组成飞控系统是飞机上的一个重要组成部分，它负责控制飞机的飞行姿态、导航、通信等功能。
飞控系统由多个部件组成，下面将对其进行简要描述。
1. 飞行控制计算机：飞行控制计算机是飞控系统的核心部件，它负责对飞机进行姿态控制和飞行控制。
飞行控制计算机通过接收各种传感器的数据，如加速度计、陀螺仪等，进行数据处理和算法运算，然后输出控制指令，控制飞机的运动。
2. 飞行控制面板：飞行控制面板是飞行员操纵飞机的界面，通过控制面板上的按钮、开关和操纵杆等，飞行员可以对飞机进行控制。
飞行控制面板通常包括驾驶员控制器、显示器、指示灯等，它们与飞行控制计算机相连，将飞行员的指令传递给飞行控制计算机，然后由飞行控制计算机来执行。
3. 传感器：飞控系统中的传感器负责感知飞机的各种状态和环境信息，并将其转化为数字信号，供飞行控制计算机进行处理。
常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、气压计、GPS接收器等，它们分别用于测量飞机的加速度、角速度、气压和位置等参数。
4. 电动舵机：电动舵机是飞控系统中用于控制飞机各个舵面的执行器。
飞行控制计算机通过控制电动舵机的转动角度，可以改变飞机的姿态和航向。
电动舵机通常包括副翼舵机、升降舵舵机、方向舵舵机等，它们分别用于控制飞机的滚转、俯仰和偏航运动。
5. 通信设备：飞控系统中的通信设备用于与地面站、其他飞机或空中交通管制进行通信。
通信设备包括无线电台、数据链等，它们能够传输语音、数据和导航信息，以保证飞机在飞行过程中的安全和顺利。
6. 电源系统：飞控系统的电源系统提供电力供应，以保证各个部件正常工作。
电源系统通常包括电池、发电机和电源管理模块等，它们能够为飞行控制计算机、传感器和电动舵机等提供稳定可靠的电力。
飞控系统由飞行控制计算机、飞行控制面板、传感器、电动舵机、通信设备和电源系统等部件组成。
这些部件相互配合，共同完成飞机的飞行控制和导航任务。
飞控系统的稳定性和可靠性对飞机的安全飞行至关重要。
飞行模拟器的结构设计与仿真研究
飞行模拟器的结构设计与仿真研究韩红伟;党淑雯;何法江【摘要】Flight simulator has the incomparable advantages over real flight training which its structural design is the cru-cial to the optimization of aircraft design and improvement of the flight performance, so modeling and simulation of the research on the aircraft design is the key point for aircraft's design. After compared with 6-DOF(Degree of Freedom) flight simulator driven by hydraulic cylinders, a kind of 3-DOF flight motion platform based on 3-RPS mechanism driven by electric cylinders under UG environment is established , and the simulation of kinematical characteristics is researched after building joints and motions for the virtual prototype under the ADAMS/View module. For given kinematics charac-teristic curves, the post-processing of the measurement results using ADAMS/Post Processor module is carried, to get kinematics curves of various flight attitudes. The simulation results show that the designed structure can achieve three directions of motion, such as lift, roll or pitch, and meet the requirements of the technical specifications of the civil avia-tion flight simulator. The processes of analysis provide effective research methods for the design of the flight simulator.%飞行模拟器具有真实飞行训练无法比拟的优势,其结构设计是优化飞机设计,改善飞行性能的关键问题,故飞行模拟器的建模与仿真研究工作是飞行器设计的难点.通过与液压缸驱动的六自由度飞行模拟器对比分析,以3-RPS机构为基础,以在UG环境下建立的电动缸驱动的三自由度飞行模拟器运动平台模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行了运动学特性仿真.对于给定的运动学特性曲线,运用ADAMS/Post Processor模块,对测量结果进行后处理,得到各种飞行姿态下的运动学曲线.仿真实验结果验证了该设计可实现升降、横滚、俯仰三种姿态的运动,且符合民航飞行模拟器的技术指标要求.上述分析过程为飞行模拟器的设计提供了一套有效的研究方法.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2016(052)013【总页数】5页(P254-258)【关键词】三自由度运动平台;飞行模拟器;结构设计;运动学特性【作者】韩红伟;党淑雯;何法江【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海 201620;上海工程技术大学航空运输学院,上海 201620;上海工程技术大学航空运输学院,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP39HAN Hongwei，DANG Shuwen，HE Fajiang.Computer Engineering and Applications，2016，52（13）：254-258.飞行模拟器作为一种安全、经济且有效的训练助手，引起了各国军方以及民航的高度关注，不断加大研制和采购费用的力度。
航模整体构思
航模整体构思
整体结构：
1.飞机模型
2.功能配置
3.控制系统
4.配电系统
5.其它配件
一、飞机模型
（1）、外型、体积（长、高、宽）
（2）、载重能力（外载重能力）
（3）、马达（型号、额定功率）
（4）、动力：○1机动：汽油机、柴油机（型号、体积、重量、可持续工作的时间）○2电动：蓄能电池（电池的电压、容量、可持续放电的能力）（5）、模型的图纸(3D)三视图
（6）、保证飞机的安全性、稳定性、灵活性。
二、功能配置
（1）小型喷雾装置（组合型、可拆装）形状、体积、材料、整体重量雾化与喷射：○1电子雾化○2机械装置和电子控制的结合：电子装置控制压力阀工作高压雾化喷射
（2）测温度LED屏显示
系统的总结构框图
三、控制系统与配电控制
(1) 多模块控制：飞机的控制、各个功能独立。
便于查找故障维修，提高飞机的灵活性
减少飞机的载重，提高飞行的能力，实现飞机各组件间的结合与分离，结构分散体积大占用的地放大。
（2）整体模块控制：减少控制模块进行模块整合，减少中间环节提高控制的稳定性，减小体积。
增加了飞机的重量提高了消耗的能量。
(3)在总控制线留有接线端子排进行个模块的通电，保证电源的稳定安全，接有电源指示灯。
四、其它配置
（1）机械部分的制作、组合。
（2）线路的准备
（3）电路图纸
（4）机械图纸
（5）Pcb 板。
飞行器控制组成结构
飞行器控制组成结构
飞行器的控制组成结构是实现飞行器运行和操纵的重要部分。
它主要由以下几
个组成部分构成：
1. 飞行控制系统：飞行控制系统是飞行器的大脑，负责接收和处理来自各种传
感器的信息，并通过执行机构来调整飞行器的姿态和航向。
该系统通常由飞行控制计算机、陀螺仪、加速度计等组成。
2. 飞行仪表：飞行仪表用于显示飞行器的各种参数和指示器，以供飞行员参考。
常见的飞行仪表包括空速表、高度表、姿态指示器等。
飞行员通过仪表可以获得关键的飞行信息，以便做出正确的飞行决策。
3. 飞行操纵系统：飞行操纵系统是飞行器的操作装置，用于飞行员操纵飞行器。
它包括操纵杆、脚蹬和相关的传动装置。
通过操作操纵杆和脚蹬，飞行员可以控制飞行器的姿态、方向和速度。
4. 电力供应系统：电力供应系统为飞行器提供所需的电能，以支持控制系统和
其他电子设备的正常运行。
电力供应系统通常包括发电机、电池和电力管理装置等。
5. 通信与导航系统：通信与导航系统用于使飞行器能够与地面和其他飞行器进
行通信，并确保飞行器按照预定航线安全飞行。
通信与导航系统包括通信设备、导航仪表、全球定位系统（GPS）等。
以上是飞行器控制组成结构的主要内容。
它们相互配合，使飞行器能够准确、
安全地进行飞行任务。
通过不断的技术发展和创新，飞行器控制组成结构得到不断优化与完善，为航空航天事业的进步做出了重要贡献。
飞行模拟器的结构设计与仿真研究
飞行模拟器的结构设计与仿真研究发表时间：2017-07-14T13:33:51.683Z 来源：《防护工程》2017年第6期作者：杜旭[导读] 本文分析了飞行模拟器的结构设计与仿真。
天津津航神舟科技有限公司天津 300384摘要：飞行模拟器作为一种安全、经济且有效的训练助手，引起了各国军方以及民航的高度关注，不断加大研制和采购费用的力度。
飞行训练器和地勤训练器等诸如此类的飞行模拟器应运而生。
本文分析了飞行模拟器的结构设计与仿真。
关键词：飞行模拟器；结构设计；仿真；飞行模拟器可以让飞行员的训练不受气候、地形地域和环境的限制，可以针对飞行特情进行训练，大大提高了训练的安全性，并降低了训练费用。
一、飞行模拟器软件分析与设计1.系统特点。
研究型飞行模拟器软件通常有(10 ～ 100) ×104 行代码，这些软件和硬件是有机的整体，存在大量的通讯关系。
模拟器内部系统间关系处理不好会导致模拟器软硬件耦合严重、重构难度难以承受。
可重构飞行模拟器设计的主要任务就是识别那些可能发生的变化，通过软件和硬件的合理设计减小系统变化的影响范围。
研究型模拟器可能会面临多种变更，其中最主要的有3 种:一是机型的改变: 多数模拟器都是针对某一特定机型建立的软件和硬件，当试验针对另一机型的某些系统时，则要求模拟器改变所模拟机型。
二是飞机内部系统的变更: 几乎所有试验都会改变飞机内某些系统的特性，如区域导航试验、飞行控制系统研究等，都是针对飞机某一特定系统进行试验。
三是飞机座舱的变更: 当模拟机型或者飞机内部系统发生变化时，为了得到逼真的座舱环境某些试验要求飞机座舱也随之更改。
2.研究型模拟器软件主框架。
模拟器的总体软件结构原理图: 实时管理系统负责为整个仿真模型提供定时和步长; 外部环境模型实现了大气、地形、天气等环境模型; 飞行模拟器硬件接口为座舱硬件提供调用接口; 仿真模型用来实现具体的仿真模型; 系统模型用于接受实时管理系统的指令，创建并协调其他3 类模型。
飞行模拟器的组成
飞行仿真器(flight simulator)在地面模仿飞机空中飞行状态、飞行环境和条件的设备，又称为飞行模拟器(机)。
飞行仿真器广泛应用于飞行员的训练、飞机设计和机载设备的试验等方面。
飞机飞行仿真器按用途分为研究用的和训练用的两类。
飞行模拟器组成结构：1.计算机是飞机飞行仿真器的主要组成部分。
早期的飞行仿真器采用模拟计算机或混合计算机，现广泛采用数字计算机，通过编写程序的方法来描述飞机、发动机和机载各系统的数学模型。
2.驾驶舱它与真飞机驾驶舱相似，舱内设有仪表、指示灯、开关按钮和操纵手柄。
驾驶员根据仪表指示和外景显示操纵飞机。
3.运动系统它给驾驶员以运动感觉。
驾驶舱安装在运动基座上。
在“飞行”过程中运动基座给座舱内的驾驶员以俯仰、滚转和偏航 3个角运动的感觉。
运动基座由大功率伺服系统驱动，驱动信号由计算机计算形成。
运动系统分为3自由度、4自由度和6自由度三种。
4.视景系统它给驾驶员以外景的视感觉。
随着飞机的“飞行”位置和“飞行”状况的变化，在座舱前显现当地当时的机外景象，包括机场、跑道、田野、河流、道路、山脉和城镇建筑等。
地景模型-光学探头-摄像机-投影器-显示屏幕闭路电视系统是飞行仿真器中采用的一种视景系统。
而计算机成像系统是另一种现代飞行仿真器的视景系统。
5.操纵负载系统驾驶员在操纵飞机的驾驶杆、油门杆和方向舵等操纵机构时，操纵负载系统给驾驶员以操纵负载力的感觉。
这些负载力随操纵机构的行程大小、飞行高度和飞行速度等飞行参数的变化而改变。
操纵负载系统通常采用力伺服系统。
6.驾驶员在飞行仿真器上进行飞行训练时，可以人为地设置各种故障和特殊情况，以培养驾驶员处置故障和特殊情况的能力。
飞行器总体设计
飞行器总体设计
飞行器的总体设计可以包括以下几个方面：
1. 机身结构：飞行器的机身结构是其最基本的组成部分，
通常由机翼、机身和尾翼组成。
机翼负责提供升力，机身
承载载荷和提供尺寸和形状以容纳机载设备和乘客，尾翼
用于控制飞行器的稳定和机动性。
2. 动力系统：飞行器的动力系统可以是内燃机、电池、太
阳能电池板等多种形式。
动力系统的选择应根据飞行器的
尺寸、用途和性能需求等因素进行考虑。
3. 控制系统：飞行器的控制系统包括飞行操纵系统和导航
系统。
飞行操纵系统用于操作飞行器的姿态和运动，导航
系统用于确定飞行器的位置和航向，并提供导航指引。
4. 通信系统：飞行器可能需要与地面控制中心或其他飞行
器进行无线通信，因此通信系统应具备可靠的通信能力。
5. 安全系统：飞行器的安全系统包括避撞系统、防火系统、紧急降落系统等，以确保飞行器在遇到紧急情况时能够及
时采取相应措施保障安全。
6. 载荷和乘员安排：根据飞行器的用途，需要考虑合适的载荷和乘员安排，以满足任务需求，并确保舒适和安全。
7. 结构材料和制造工艺：飞行器的结构材料和制造工艺影响其重量、强度和寿命等性能指标，需要根据需求选择合适的材料和工艺。
总体设计还需考虑飞行器的性能、稳定性、操纵性、经济性和环保性等方面的要求，以及适用的法规和标准。
飞机模型飞行控制技术研究与设计
飞机模型飞行控制技术研究与设计作为一项具有知识性和娱乐性的爱好，飞机模型越来越受到人们的关注和喜爱。
虽然现在市面上的飞机模型品种丰富，但是对于许多飞机模型爱好者来说，自己亲手设计和制作一架完全符合个人要求的飞机模型，才是最有意义和最有成就感的事情。
而要实现这一目标，飞行控制技术就成为了关键。
简单来说，飞行控制技术是指通过一系列电子设备和程序，控制飞机模型在飞行过程中的方向、速度、高度等参数，以达到精准的操控和控制。
常见的飞行控制设备包括飞控、遥控器、姿态稳定器等，而有效的控制程序同样至关重要。
接下来，我们将具体探讨飞行控制技术。
1. 飞行控制器飞行控制器（Flight Controller）是飞机模型进行自主飞行的核心设备，它能够不断地监测飞行控制器和飞机模型之间的各种数据，以保证模型的正常运行。
一般来说，飞行控制器可以分为两大类：按照功能划分的单一控制器和按照使用场景划分的全套控制器。
常见的飞行控制器品牌有DJI、Frsky等。
单一的飞行控制器一般指单元控制器，即专门用于某个方面的设备，如姿态稳定器、电调器、飞行计算器等。
而全套飞行控制器则是将多个控制器整合到一起，实现多个功能的综合操控。
它通常包含飞行计算器、姿态稳定器、电调、电池管理、信号接收等，实现对飞机模型的多方位控制。
2. 遥控器和信号接收除了飞行控制器以外，遥控器和信号接收也是飞机模型操控的重要组成部分。
遥控器通过蓝牙或红外等无线通信技术，将飞机模型命令传达给飞行控制器，实现对模型的操控。
通常来说，一个遥控器可以支持多个模型的控制，需要在飞行前通过按键等方式进行匹配。
信号接收也是一个关键的环节，它负责将遥控器发出的信号接收并传递给飞行控制器。
一般来说，飞机模型的信号接收器分为线性反应型和数字化反应型两种，前者为通常的单色信号接收器，适用于初学者和一些娱乐型飞机模型。
而数字化反应型则可以进行定制，通过不同频段差异以及信道绑定来进行智能化飞行。
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This topic is a transformation for the traditional model aircraft remote controller, with new ideas and opening up a new direction for the development of the controller. The system is reliable, comfortable with strong anti-interference and achieves a high practical value.
航模飞行操纵器结构和硬件设计
重庆大学硕士学位论文
（学术学位） 学生姓名：刘 垒 指导教师：王 见 副教授 专 业：机械电子工程 学科门类：工 学
重庆大学机械工程学院
二 O 一三年四月
Architecture and Hardware Design for Model Aircraft Flight Controller
Keywords: Model Aircraft Flight Controller, Structural Design, STC12C5A60S2, Video Display
III
重庆大学硕士学位论文
IV
目录
目录
中文摘要..........................................................................................................................................I 英文摘要....................................................................................................................................... III 1 绪 论 ........................................................................................................................................... 1
The manipulated object in paper is the model aircraft helicopter, and the paper describes the overall design of the flight control system in detail and then makes a detailed description of the structure and hardware. In the structure, the controller consists of a joystick system, the video display system, the mounting bracket portion and the shoulder bracket portion. The joystick portion is designed and the Pro/E software is used to design the structure of the control parts. In the hardware, Protel99 SE development platform is used for the design of the schematic circuit and the printed circuit board layout, achieving a high-performance model aircraft flight controller with a simple hardware circuit which of the configuration is STC12C5A60S2 host processor and CC2500 RF chip. We make an electromagnetic interference analysis of the printed circuit board and make a practical improvement for the layout of the RF circuit, meanwhile, the system software flow chart is given and the joystick calibration process is also described. Finally, we design the three-dimensional assembly drawing of the model aircraft flight controller and show the joystick debugging results.
1.1 国内外现状 ........................................................................................................................... 1 1.2 课题研究的意义 ................................................................................................................... 3 1.3 论文研究内容 ....................................................................................................................... 3
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By Liu Lei Supervised by Assosiate Professor Wang Jian Specialty: Mechanical Electronic Engineering
2 航模飞行操纵器系统总体设计 ................................................................................... 5
2.1 系统整体方案设计 ............................................................................................................... 5 2.2 操纵器系统结构设计 ........................................................................................................... 6 2.3 摇杆子系统硬件设计 ........................................................................................................... 6 2.4 ............................................................................................ 7
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China April 2013
中文摘要
摘要
航模飞行操纵器是一种用来远程控制航模飞机的机械装置，主要是由集成电 路和用来产生不同信号的按钮所组成，一般是用无线电波传送操作者对航模动作 的指令，然后航模根据指令作出各种飞行姿态。航模飞行操纵器在现代航模飞机 控制中占有极其重要的地位，它性能的好坏直接影响了航模遥控器技术的发展以 及操作者的使用感受。目前，国内已经有了不少航模遥控产品生产厂家，但在加 工技术，外形性能、操作舒适度以及使用感受上都存在一定的困难和不足，为了 弥补这些缺陷，本文设计了一款新型飞行操纵器，它具有结构简单、可靠性高和 实用性强等特点。它可以取代传统的航模遥控器，为航模操作者带来舒适的、全 新的操作感受。
本课题是一次对传统航模遥控器改造的尝试，思路新颖，开辟了操纵器发展 的另一方向。该系统性能可靠，操作舒适、抗干扰性强，具有较高的实用价值。
关键词：航模飞行操纵器，结构设计，STC12C5A60S2，视频显示
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要
ABSTRACT
Model aircraft flight controller is a mechanical device which is used to control model aircraft remotely, mainly composed of the integrated circuit and the button which is used for generating different messages. In general, the model aircraft acts a variety of flight attitudes according to the different instructions via radio wave. The controller plays an extremely important role in the model aircraft control, and its performance has a direct impact on the development of the model aircraft remote control technology as well as the operator’s use feelings. At present, it has been a lot of manufacturers for producing remote control model aircrafts in China, but there are still some difficulties and deficiencies in processing technology, shape performance, operating comfort and use feelings. In order to remedy these defects, we have designed a new type of flight controller which of the characteristics is simple structure, high reliability and practicality. Furthermore, it can replace the traditional model aircraft remote controller and bring a new comfortable operation experience for operators.