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作者：

陈靖宇

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摘要：

随着国民生活水平的不断提高,国内对于自研大型客机的需求日益迫切.随着商用客机项目的不断立项,试飞测试技术的巨大缺口就凸显出来.新需求的提出,为试飞测试仪器的研发带来了巨大的发展机遇.其中,重量,重心作为飞机的基本参数,严重影响着飞机的操纵性,稳定性.在飞机,尤其是在载荷频换变化的飞机进行定型试飞时,需要在试飞期间对飞机重心进行人为调节,从而获得飞机在不同重心状态下的相关实验数据.而控制系统是重心调节系统的中枢与大脑,决定着整个重心调节系统的性能表现.本文以"飞机重心调节控制系统"为课题背景,设计并开发了基于cRIO的飞机重心调节系统控制子系统,通过合理的器件选型和软硬件功能划分,提高了整个系统的自动化程度,可靠性和调节精度.本文首先分析了C919 102架机飞机重心调配系统的功能需求及技术指标,并依据重心调节的关键性指标进行了水箱管路系统的设计和相关硬件器件的选型,实现了硬件系统的整体集成.其次,根据cRIO架构的实际特点,提出了软硬件系统协同设计的方案.结合需求分析,本文重点研究了飞机重心计算的相关理论和计算方法.随后,给出了控制系统硬件的选型以及控制机箱的整体设计,完成了硬件设计开发.软件设计部分,分别利用LabVIEW RT与LabVIEW FPGA对嵌入式监控软件与数据采集控制逻辑分别进行了开发,实现了人机界面显示,重心计算,串口输出,系统控制等各项功能.设计中,充分考虑了系统实际使用过程中的各种情况,系统具有极强的可靠性和易用性.最后,结合项目进度的实际情况,确定了软件测试方法,并通过相关测试用例的设计,验证了软件数据存储,时间同步,复位等关键性功能,同时设计并部署了系统硬件仿真模块,对系统运行的整体效果进行了测试.其次,经过误差计算,确定了系统的调节精度.经过测试验证,控制系统能够满足各项技术指标,满足系统设计预期.

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关键词：

飞机纵向重心；自动调节系统；虚拟仪器；cRIO

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1017.738289