论应用虚拟仪器技术的捷联式航姿系统
基于虚拟仪器的仿真型飞机控制及轨迹跟踪平台设计与实现
基于虚拟仪器的仿真型飞机控制及轨迹跟踪平台设计与实现摘要：本文利用飞行控制系统Labview软件，实现了仿真型飞机控制及轨迹跟踪平台，主要可以实现对仿真飞机主操纵系统的控制，并设计实现飞机航迹跟踪系统，对飞机的高度、位置、轨迹及飞行状态参数进行采集，在实现低空航拍的同时，还可以对温度、风速等低空飞行条件下的环境参数进行采集。
关键词：Labview；飞行控制系统；飞行轨迹引言飞行控制系统是指以飞行器作为被控对象，对飞行器进行姿态、轨迹等进行稳定与控制的一种控制系统。
通过对飞机舵面的控制，实现对飞机飞行姿态/方位、飞行航迹、空速/Ma数等飞行状态参数的操纵控制。
飞行控制系统主要包括三个部分：主操作系统，副操作系统，预警系统。
飞机主操纵系统是由副翼、方向舵、升降舵等组成的，其作用是改变或维持飞机的飞行状态。
主控系统主要用来控制飞机的三个旋转轴线。
副翼是用来控制飞机绕纵轴作翻滚运动的；升降舵用来控制飞机在水平轴上作俯仰运动；方向舵是用来控制飞机在垂直轴上的偏航舵一、概述虚拟仪器是一种以高性能模块化硬件为核心，以高效率、高灵活性的软件为核心，实现各种测试、测量和自动控制的应用系统。
在虚拟仪器领域中，最常用的软件是美国飞行控制系统NI公司开发的“G语言”飞行控制系统Labview，这是一种图形化编程语言，它不需要编写任何代码，只需要用图线和框图来代替原来的代码，让程序员能够更好的理解程序。
由于飞行控制系统Labview具有模块化、高性能的软、硬件，使得它具有性能高、可扩展性强、开发周期短的优点。
LabView具有许多优势，尤其在测试测量、控制与仿真等方面具有显著的特点。
Labview是一种图形化程序开发环境，它是近几年来迅速发展起来的一项革命性技术，它摆脱了在传统的实验室中，将孤立的、固定模式的台式仪器相互连接、组合，从而形成一个功能有限的实验测量系统的模式。
虚拟仪器以计算机为基础，以软件为核心，通过必要的信号调理和数据采集模块，与传感器组成一个完整的实验系统，可以根据需要编写不同的实验程序，完成不同的实验任务，大大降低实验设备成本，扩大实验的灵活性。
一种面向捷联航姿系统的模糊全阻尼算法
一种面向捷联航姿系统的模糊全阻尼算法
一种面向捷联航姿系统的模糊全阻尼算法
提出了一种新的模糊全阻尼算法.根据控制理论的思想,该算法在系统3个回路中分别加入不同的阻尼反馈网络,通过引入磁航向信息和充分利用系统本身速度信息来阻尼有害信息.由于水平回路阻尼网络的使用有一定的限制条件,系统设计了模糊控制器来控制阻尼网络的使用.仿真和试验证明:模糊全阻尼算法明显抑制了舒拉周期振荡和傅科周期振荡,有效地提高了捷联航姿系统的精度.
作者：杜亚玲刘建业姜涌DU Ya-ling LIU Jian-ye JIANG Yong 作者单位：杜亚玲,刘建业,DU Ya-ling,LIU Jian-ye(南京航空航天大学,导航研究中心,江苏,南京,210016)
姜涌,JIANG Yong(南京航空航天大学,无人机研究院,江苏,南京,210016)
刊名：应用科学学报ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF APPLIED SCIENCES 年，卷(期)：2006 24(3) 分类号：V249.32 关键词：航向姿态参考系统捷联磁航向仪阻尼模糊控制器。
光纤陀螺捷联惯导系统改进航姿算法应用
在捷 联惯 导 系统 中 ， 态 更 新 算 法 的 优 劣 直 接 姿
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影响系统 的导航精度 ， 因此提高姿态矩阵的计算精 度是捷联惯导系统研究 的重要 内容之一． 由于刚体 有 限转动 的非 互易 性 ， 在捷 联 姿 态 计 算 中不 可 避 免
中图分 类号 ： ４ ８ Ｖ ４ 文献标 志码 ： Ａ
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率形式输出的圆锥补偿算法进行 了研究 ， 其中曾庆 化推导 了角速率旋 转矢量 的计算通式 ， 具有重要 的理论意义． 但从工程应用的角度对角速率旋转矢
单陀螺捷联航姿系统
单陀螺捷联航姿系统
胡汉文;刘新文
【期刊名称】《中国惯性技术学报》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】捷联航姿系统通常采用二个双轴速率陀螺仪和三个加速度计作为敏感元件。
本文提出了一种新的捷联航姿系统方案,即单陀螺捷联航姿系统。
该系统只采用一个双轴速率陀螺和三个加速度计作为敏感元件。
文中给出了该方案的原理框图以及它的解算公式,同时给出了数字仿真结果。
结果表明该方案精度完全能满足要求。
【总页数】6页(P50-55)
【作者】胡汉文;刘新文
【作者单位】[1]南京航空学院;[2]南京航空学院
【正文语种】中文
【中图分类】O3
【相关文献】
1.光纤陀螺捷联惯导系统改进航姿算法应用 [J], 宋桂华;赵伟;刘建业;祝燕华
2.一种适用于速率陀螺的捷联航姿算法 [J], 戚九民;陈国光;田晓丽;鲍亚琪
3.光纤陀螺捷联航姿系统CAN总线设计 [J], 宋凝芳;任磊;林恒;祝露峰
4.基于捷联航姿系统挠性陀螺故障诊断方法的研究 [J], 孙百香;王凤仙;姜亦林
5.新型捷联航姿系统与传统航姿系统的对比浅析 [J], 沈惠秋
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光纤捷联航姿系统在“动中通”的应用
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第 ｌ ８卷 第 ５期
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电子 设计 工程
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２１ ０ ０年 ５月
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董 蓉霞
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§3.9~3.10捷联式惯导系统
§3.9捷联式惯导系统概论一、概述“捷联”（strap down）这一术语的英文原意就是“捆绑”的意思，因此，所谓捷联系统就是将惯性测量装置的敏感器(陀螺仪与加速度计)直接捆绑在运载体上，从而可实现运动对象的自主导航目的。
平台式惯性导航系统虽然已经达到很高水平，但其造价高、使用十分昂贵。
计算机虽为数字式，但框架伺服系统一般仅采用模拟线路，所以相对来讲，可靠性差一些。
就在平台式惯性导航系统迅速发展的同时，捷联式惯性导航系统也处于研制过程中。
捷联式惯导方案是1956年提出的，当时由于没有满足捷联式系统历要求的惯性元件和计算机，因而没有被采用。
而平台式系统则不断改进、不断完善，达到了相当高的精度，满足了大多数任务的要求。
但是在可靠性和成本方面平台式系统都暴露出一系列严重问题。
与此同时计算技术取得了惊人的进展，克服了捷联式系统发展的一个主要障碍。
捷联式系统的高可靠性和低成本促使人们进—步对它进行新的技术探索。
上世纪六十年代初，美国联合飞机公司首先研制成功了第一个捷联式系统，于1969年成功地应用在阿波罗登月任务中。
捷联式惯性导航系统是将惯性敏感器(陀螺和加速度计)直接安装在运载体上，不再需要物理实现稳定平台的惯性导航系统。
陀螺仪作为角速率传感器而不是作为角位移传感器；加速度计的输入轴不是保持在已知确定方向上，加速度计测量值是运载体瞬时运动方向的加速度值。
通过计算机内的姿态矩阵实时计算而得到一个“数学解析平台”，它同样可以起到机电结合的稳定平台所提供的在惯性空间始终保持所要求的姿态作用。
捷联式惯性导航系统有以下几个主要优点：(1) 惯性敏感器便于安装、维修和更换。
(2) 惯性敏感器可以直接给出载体坐标系轴向的线加速度、线速度、供给载体稳定控制系统。
(3) 便于将惯性敏感器重复布置，从而易在惯性敏感器的级别上实现冗余技术，这对提高系统的性能和可靠性十分有利。
(4) 由于去掉了物理实现的平台，一则消除了稳定平台稳定过程中的各种误差；二则由于不存在机电结合的平台装置，使整个系统可以做得小而轻，并易于维护。
基于虚拟仪器技术的飞行自动控制系统的故障诊断
基于虚拟仪器技术的飞行自动控制系统的故障诊断摘要：随着科学技术的迅猛发展，虚拟仪器技术在飞行自动控制系统的故障诊断当中的应用也越来越广泛。
因此本文介绍了基于虚拟仪器技术的飞行自动控制故障诊断系统的结构特点，并且从软件、硬件设计两方面重点分析了虚拟仪器技术的配置方案，以便进一步提升飞行自动控制系统故障诊断的灵活性性、安全性、稳定性以及精确性。
关键词：虚拟仪器；飞行自动控制；故障诊断Abstract: with the rapid development of scientific technology, virtual instrument technology in the flight of the automatic control system for the application of fault diagnosis more and more widely. Therefore this paper introduces based on virtual instrument flight to be automatic control fault diagnosis system’s characteristics, and the design of hardware and software from two aspects emphatically analyzes the virtual instrument technology configuration scheme, so as to further improve the flight automatic control system fault diagnosis flexibility sex, security, stability and precision.Key words: virtual instrument; Flight to be automatic control; Fault diagnosis一、虚拟仪器技术的特点虚拟仪器技术（Virtual Instrument）主要是指通过高性能的模块化硬件，结合强大的计算机软件功能完成各种测试、测量以及自动化的应用，目前在工程机械、仪器的测量与控制等方面应用较为广泛。
基于DSP和FPGA的捷联航姿仪的设计
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论应用虚拟仪器技术的捷联式航姿系统
随着科技的不断发展，虚拟仪器技术在各个领域中应用越来越广泛，尤其在航空领域中，虚拟仪器技术的应用更是被广泛关注和应用。
捷联式航姿系统便是其中之一，在航空领域中，捷联式航姿系统是一种重要的辅助系统，它能够通过虚拟仪器技术帮助飞行员准确地掌握和控制飞行器的姿态和姿势，大大提升飞行安全和效率。
本文将针对捷联式航姿系统及其应用虚拟仪器技术的技术原理、优势和挑战进行深入探讨和分析。
一、技术原理
捷联式航姿系统是一种通过虚拟仪器技术实现的飞行器姿态和姿势控制系统。
其技术原理主要包括传感器采集、数据处理和显示控制三个方面。
首先是传感器采集，捷联式航姿系统通过内置的惯性传感器和GPS定位系统，能够实时获取飞行器的姿态参数和位置信息，包括俯仰角、滚转角、偏航角等，以及飞行器的位置、航向和速度等数据。
其次是数据处理，捷联式航姿系统将采集到的各种姿态参数和位置信息进行处理和计算，利用数学模型和算法对飞行器的姿态进行分析，得到最为准确的飞行器姿态和姿势信息，并进行实时更新。
最后是显示控制，经过数据处理后的姿态信息将通过虚拟仪器技术呈现在显示屏上，提供给飞行员观察和控制，飞行员通过观察显示屏上的虚拟仪器图像和信息，来准确地掌握和控制飞行器的姿态和姿势。
二、技术优势
捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术的优势主要体现在飞行安全、操作便捷和信息显示准确性三个方面。
首先是飞行安全，捷联式航姿系统通过虚拟仪器技术可以提供飞行器的准确姿态和姿势信息，辅助飞行员快速掌握飞行器的状态，减少飞行员对飞行器姿态的盲目猜测，从而提升飞行安全性。
其次是操作便捷，传统的机械仪表需要大量的机械结构和传动装置来完成姿态信息的显示，而捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术能够通过电子显示屏来实现姿态信息的直观显示，大大减少了仪表的体积和重量，从而简化了飞行操作，减轻了飞行员的操作负担。
再者是信息显示准确性，捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术可以通过数字化的方式对姿态信息进行处理和显示，保证了信息的准确性和稳定性，避免了传统机械仪表因为机械结构和传动装置的磨损和故障而带来的误差和不稳定性。
三、技术挑战
虽然捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术具有诸多优势，但是其在实际应用中还面临一
些技术挑战，主要包括传感器精度、数据处理算法和可靠性三个方面。
首先是传感器精度，捷联式航姿系统的准确性直接依赖于传感器的精度和稳定性，而
现阶段的惯性传感器和GPS定位系统在复杂环境下还存在一定的误差和漂移，对于提高虚
拟仪器技术的精度和可靠性提出了挑战。
其次是数据处理算法，捷联式航姿系统的核心在于对传感器采集到的数据进行准确处
理和计算，以得到飞行器的准确姿态信息，而如何设计高效准确的数据处理算法是一个难点，需要结合飞行器的实际飞行特性和飞行环境的变化情况来进行优化和改进。
再者是可靠性，捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术对硬件和软件系统的可靠性要求非
常高，一旦出现硬件故障或软件bug可能会导致系统的瘫痪或误导飞行员，因此如何设计
高可靠性的捷联式航姿系统是当前亟待解决的问题。
捷联式航姿系统应用虚拟仪器技术在航空领域中有着广阔的应用前景，它能够提高飞
行安全和效率，减少飞行操作负担，但是要实现其在实际应用中的有效性和可靠性，需要
在传感器精度、数据处理算法和可靠性等方面进行深入研究和不断完善。
四、结语
随着虚拟仪器技术的不断发展和进步，捷联式航姿系统在航空领域中将发挥重要作用，对于提升航空安全和效率具有重大意义。
当前，我们需要更加重视对捷联式航姿系统应用
虚拟仪器技术的研究和开发，加强传感器技术、数据处理算法和系统可靠性的研究和实践，以期为航空领域的发展和进步注入新的动力。
相信在不久的将来，捷联式航姿系统应用虚
拟仪器技术将成为航空领域中一种不可或缺的重要装备，推动航空领域的进步和发展。