飞行试验数据记录仪设计
飞行数据记录器系统设计与实现
飞行数据记录器系统设计与实现一、引言飞机是现代社会中不可或缺的交通工具之一，它的安全性一直是各个国家民航局重点关注的领域之一。
飞机上配置的飞行数据记录器（Flight Data Recorder，FDR）和声音记录器（Cockpit Voice Recorder，CVR）是保障飞机航行安全的必要设备。
本文将从理论和实践两个方面，详细探讨飞行数据记录器系统的设计和实现。
二、飞行数据记录器系统概述1. 飞行数据记录器系统的作用飞行数据记录器系统是飞机上配备的设备，可以对飞行过程中所有的数据进行记录和存储，包括机体姿态、速度、高度、航向、温度等多个信息，以供航空事故后续调查使用。
通过对飞行过程中的数据进行分析，可以找出事故的原因，有助于提高飞行安全性并减少事故的发生。
2. 飞行数据记录器系统的组成部分飞行数据记录器系统由三个主要部分组成，分别是飞行数据记录器、数据总线和数据接口。
（1）飞行数据记录器：飞行数据记录器是最核心的部分，通常称为黑匣子。
它负责在飞行过程中对所有数据进行采集、压缩和存储。
主要包括电源管理、数据采集、数据处理、存储控制等模块。
（2）数据总线：数据总线负责把所有相关的传感器和数据处理设备进行连接，组成一个完整的数据采集和存储系统。
数据总线通常使用双绞线、同轴电缆和光纤等方式进行连接。
（3）数据接口：数据接口是将存储在飞行数据记录器中的数据传输到地面地理数据处理系统的重要通道。
数据接口部分通常使用无线电、卫星和有线网络方式进行数据传输。
三、设备要求及设计原则1. 设备要求在设计过程中，要根据飞行数据记录器的核心功能，即记录飞行过程中所有数据，然后将记录的数据在发生飞行事故时提供给调查人员。
首先，飞行数据记录器需要有足够的存储空间来保存所有数据。
其次，采集和存储数据的速度也要足够快，以确保数据不会遗漏或丢失。
网络传输和数据分析也应该尽可能方便和高效。
2. 设计原则飞行数据记录器设计的原则通常包括以下几个方面：（1）可靠性：可靠性是保障飞行数据记录器工作的核心。
SD卡在飞行试验数据记录中的应用
收稿日期:2009-03-18作者简介:庞涛(1981 ),男,安徽阜阳人,硕士研究生,主要从事硬件电路设计及底层代码编写;史忠科(1956 ),男,陕西岐山人,教授,博士生导师,主要从事系统辨识、鲁棒控制、飞行控制等方向研究。
SD 卡在飞行试验数据记录中的应用庞 涛,史忠科(西北工业大学自动化学院,陕西西安 710072)摘要:针对无人机飞行试验的需要,设计了一种基于T M S320F2812和SD 卡(secure d i g italm e m ory card)的飞行试验数据记录装置。
从软硬件角度详细阐述了系统工作的原理,给出关键电路的实现方法及系统软件设计流程。
实际测试表明该设备具有接口灵活、便于升级、存储容量大、可靠性高、体积小、重量轻、成本低、数据管理方便等特点,为无人机定型提供了重要的技术支持。
关键词:无人机;SD 卡(secure d i g italm e m ory card);数据记录;FAT16文件系统中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1000-8829(2009)10-0011-03Application of S D Card in Flyi ng Trial Data RecorderPANG Tao ,S H I Zhong ke(Schoo l of A uto m ation ,No rth w estern Po lytechn i ca lU n i versity ,X i an 710072,Ch i na)Abst ract :D irected aga i n stm eeti n g the require m ent o f fly i n g tri a l for un m anned aerial veh icles(UAVs),a designpro ject of fl y ing tria l data recorder based on DSP TMS320F2812and SD car d is presented .The spec ific i m p le m entati o ns a nd their key techno log ies are expounded fro m the vie w of soft w are and har dw are respecti v ely .The practica l tests have sho wn that the dev ice has the advantages i n lar ge m e m ory space ,s m all occup ied space ,high re liab ility ,conven ient data m anage m en,t etc .and g i v es t h e strong support for the UAV s fl y i n g tria.l K ey w ords :UAV;SD car d ;da ta reco r der ;FAT16file syste m 飞行试验对无人机性能进行直接考核,通过飞行试验可以测试无人机的性能,发现那些影响飞行安全的设计缺陷,并根据试飞数据进行改进。
【精品推荐】低成本无人机机载记录仪设计与应用
专 业 推 荐↓精 品 文 档图1 I N S 惯性组件与记录仪设备低成本无人机机载记录仪设计与应用张 波,席庆彪,贾 伟(西北工业大学无人机研究所,陕西西安710065)摘 要:针对市场上现有记录仪采集串行口通道数少,采集速率低,且价格昂贵等问题,提出了基于PC104单板机为架构的I N S/GPS 组合导航设备数据采集系统设计方案,给出了设计原理、系统组成以及实现方法。
飞行试验结果表明该记录仪具有存存储容量大、高采样率,多串口通道,体积小和成本低等特点,满足了对I N S/GPS 组合导航设备进行性能评估的需要。
关键词:无人机;数据记录;PC104;I N S 惯性组件中图分类号:TP27412 文献标识码:A 文章编号:16712654X (2009)0320114203引言无人机数据采集系统是对航空电子设备进行飞行性能试验与技术评估的基础,它能够提供表征设备性能的原始资料[1]。
数据采集系统包括数据记录仪与回放分析设备,它能够在无人机各种飞行试验中记录各种串行数据、模拟信号、图像等信息并存储在磁盘上,通过事后回放来动态重现数据。
为全面考察和验证I N S/GPS 组合导航设备的动态性能,需通过无人机实际装载试飞来验证。
由于组合导航设备输出的速率高且数据量大,而无线电数据链下行遥测信道带宽有限,采用传统地面控制站内的记录仪已无法完整地记录所需关键数据。
而采用机载记录仪是一种有效可行的办法,可记录机上所需各类相关信息,不受无线电带宽限制,便于全面地进行事后分析。
以往机载记录仪多为外购产品,不仅功能有限,而且价格昂贵,且装载空间有限。
因此根据项目需要,自主研制了低成本小型机载记录仪。
1 设计与实现I N S 惯性组件作为一种完全自主、不与外界发生光电联系的导航系统,具有数据更新率快、抗干扰性强、高机动和完整的导航信息等优点,但其主要缺点是误差随时间积累增长和每次使用前需进行初始对准。
GPS 以其全球性、全天候、低成本、高精度且误差不随时间积累而增长等优点成为目前应用最广泛的一种导航系统。
滑翔航弹弹载数据记录仪的设计
5.2 调试中发现的问题···········································································58 5.3 地面试验情况·················································································59 5.4 本章小结 ······················································································60 第六章 总结与展望 ··············································································61 6.1 工作总结 ······················································································61 6.2 工作展望 ······················································································61 致 谢 ······························································································63 参考文献 ···························································································64 个人简历和攻硕期间的研究成果 ·····························································66
基于PC_104_XPE平台的飞行参数记录仪设计
文章编号:1000-7202(2008)04-0057-04 中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 基于PC/1042XPE平台的飞行参数记录仪设计王 银 于海勋 张华伟(西北工业大学电子信息学院,西安710072) 摘 要 为适应试飞测试技术的发展趋势,介绍了一种基于PC/104-XPE平台的飞行参数记录仪,该装置用于实时采集、记录试飞测试过程中导弹和地面通过光纤传输的各种数字信息、控制信息和视频信息。
关键词 +嵌入式系统 平台 飞行记录器 图像Desi gn of Recorder for Fli ght Parameter Basedon Pl atform of PC/1042XPEWANG Yin Y U Hai2xun Z HANG Hua2wei(Depart m ent of Electr onics and I nf or mati on,North western Polytechnical University,Xi’an710072) Abstract W ith the devel opment of testing technol ogy of the flight test,a flight para meter recorder based on the p latf or m of PC/1042XPE is intr oduced.The device is used t o cap ture and record l ots of pa2 ra meters of digital infor mati on,contr ol inf or mati on and video inf or mati on in real2ti m e.These para meters are trans m itted bet w een m issile and gr ound thr ough op tical fiber during the flight test, Key words Embedded syste m Platf or m Flight recorder I m age1 引 言现代科研是建立在科学试验的基础之上的,飞行试验同样也影响着航空技术和武器装备的发展[1]。
某飞行台机载数据记录系统设计
某飞行台机载数据记录系统设计文章根据某飞行台被试发动机试验要求，针对该阶段试验过程中所需测试参数多、类型复杂、信号采样频率差别大，数据流量大等特点，设计了数据记录系统。
文章介绍了该机载数据记录系统的结构、实现方法及功能特点，实现了试验过程中数据的长时间记录，满足某发动机飞行台试飞过程中测试及后期数据处理分析要求，具有较高的效率。
标签：飞行台；数据记录系统；总线Abstract：A data recording system is designed according to the test requirements of a flight engine and the characteristics of the test in this phase，such as many test parameters，complex types，large differences in signal sampling frequency and large data flow rate，and so on. This paper introduces the structure，implementation method and functional characteristics of the airborne data recording system，realizes the long time data recording during the test，and meets the requirements of the test and the later data processing and analysis during the flight test of an engine flight platform，thus having high efficiency.Keywords：flight platform；data recording system；bus1 概述被试发动机的飞行台试验是将被试发动机安装于成熟载机平台，从而在真实高空飞行条件下完成对被试发动机功能及性能的暴露、考核、评估的试验方法。
基于ARM微控制器的飞行数据记录仪设计
0引言实时记录飞行器的飞行数据对于监测飞行器飞行状态以及后续研究飞行器(如模型辨识等)都起着关键的作用。
对于小型飞行器来说,设计开发一种体积小、重量轻且操作方便的数据记录仪显得尤为重要。
随着微控制器技术的发展,其片上Flash空间也越来越大,一般都有几十到上百KB的容量,能够满足多数数据量小的应用,但对于某些应用(例如数据采集和文件存储等),片上Flash就不能提供足够的存储空间了。
可见大容量数据的存储是微控制器应用系统的瓶颈[1]。
因此需要外扩存储设备来解决存储空间不足的问题。
以Flash为存储体的SD卡因其具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用。
本文将介绍一种采用ARM处理器结合SD卡的直升机飞行数据记录仪设计方案。
1飞行数据记录仪总体设计本方案所选取的ARM处理器为意法半导体公司的Cortex-M3内核高性能微处理器STM32F103,其片内拥有丰富的资源。
数据记录仪的数据接收端由STM32F103扩展出常用的通信接口:USART、SPI、I2C、USB2.0,以适用于不同通信协议的设备;直升机的控制输入数据即4个舵机PWM控制信号由STM32F103输入捕获单元捕获并做信号解混控处理;数据存储端采用STM32F103内特有的SDIO接口与SD卡连接并结合FatFs文件系统,实现与SD的通信与数据文件存储;同时增加按键与指示灯来实现对设备的操作和设备状态指示功能。
飞行数据记录仪的总体设计图如图1所示。
2记录仪硬件设计记录仪所采用的核心处理器STM32F103是意法半导体公司生产的具有ARM Cortex-M3内核的32位高性能微处理器,最高主频72MHz,具有512KB容量片内Flash、64KB片内SRAM、12通道DMA控制器,以及多达11个定时器,并拥有I2C、USART、SPI、CAN、USB2.0和SDIO通信接口[2],足以满足数据记录仪的设计要求。
基于ARM微控制器的飞行数据记录仪设计刘琨,许哲,李飞飞(中国航天科技集团有限公司第四研究院第四十一研究所,陕西西安710025)摘要:为了实时记录无人直升机的飞行数据,为后续分析直升机飞行状态、建立数学模型提供方便,介绍了一种实用性强、通用性好、移植方便的数据记录仪软硬件设计方案。
航天飞行器数据记录仪测试台设计
航天飞行器数据记录仪测试台设计摘要目前，数据记录仪广泛应用于各种航天飞行器中，而地面测试台对测试数据记录仪的功能参数具有至关重要的作用。
本文所设计航天飞行器数据记录仪测试台通过模拟航天飞行器中各种参数和指令对数据记录仪进行单元测试，并实现了数据记录仪实时监测、回读数据分析等功能。
本文介绍了课题背景和意义，以及国内外ATS发展现状。
针对数据记录仪的工作过程，根据模块化、标准化、高可靠性原则设计了总体方案，通过硬件功能设计、安全可靠性设计和FPGA逻辑设计介绍了实现过程。
主要完成了以下工作：（1）以FPGA为逻辑控制单元，控制以太网协议芯片W5300实现了上位机和板卡之间的通信；（2）采用LVDS通信技术，实现了图像数据，地面指令的发送，并可实现数据记录仪的数据回读；（3）采用RS422通信技术，实现了PCM串行数据的发送和对数据记录仪的监控；（4）采用光耦接口，实现了“脱机”信号的发送；（5）在设计过程中，采用高精度低纹波电源设计、抗干扰设计和防护设计以保证系统设计的可靠性。
为验证测试台的可靠性，在后期实验阶段对测试台发送的PCM数据、图像数据、上位机指令、“脱机”信号等进行测试，并在实验室进行上电老练、温度循环测试等环境可靠性试验，对选用器件进行降额分析、元器件可靠性预计、故障相关模式分析。
实验数据证明本文所设计测试台性能稳定、可靠度高，可以实现对数据记录仪的测试工作，具有参考价值。
关键词：以太网，LVDS，可靠性测试，图像发送，FPGADesign of Test Bench for Spacecraft Data LoggerAbstractAt present,data loggers are widely used in a variety of spacecraft,and ground test board is a crucial role for the function parameters of the test data recorder.The paper involves that the test bench of spacecraft data logger test the data recorder for unit through simulating various parameters and instructions in the spacecraft,and realizes the data recorder real-time monitoring,read back data analysis and other functions.The paper introduces the background and significance of the task,and the development of ATS status at home and abroad.Aiming at the working process of data logger,Overall scheme is designed according to the principle of modularization,standardization,high reliability.The realization process is introduced through hardware function design,safety and reliability design and FPGA logic design.The main work is as follows:（1）FPGA as the logic control unit controls Ethernet protocol chip W5300to achieve the communication between the host computer and the board.（2）Using LVDS communication technology achieves a way of image data,ground command to send,and can achieve data logger data read back.（3）Using RS422communication technology achieves the PCM serial data transmission and real-time monitoring of data logger.（4）Using the optocoupler interface achieves the"offline"signal to send。
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飞行试验数据记录仪设计
作者：储海荣， 郝相宇， 张宏巍， 贾宏光， 郭立红
作者单位：储海荣,郝相宇,张宏巍(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033 中国科学院研究生院,北京 100039)， 贾宏光,郭立红(中国科学院 长春光学精密机械与物理
研究所,吉林 长春 130033)
本文链接：/Conference_6862619.aspx
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