[发明专利]一种固定翼飞机典型飞行模式教学演示装置控制方法

说明书

本发明提供一种固定翼飞机典型飞行模式教学演示装置控制方法，包括如下步骤：通过三个轴向可以调节的平台来承载模型飞机，并控制该平台在三个轴向上的转动，模拟飞机的飞行姿态。本发明方法可以让教员灵活操作演示装置中模型，向学员展示直观、准确的飞机姿态运动情况；另外可以让学员通过调整控制参数，观察不同参数设置对飞机运动的影响。

技术领域

本发明涉及航空类课程教学设备技术领域，具体涉及一种用于飞行力学、飞行原理、飞行控制系统等航空类课程教学中关于固定翼飞机姿态运动的教学演示装置控制方法。

背景技术

在飞行力学、飞行原理、飞行控制系统等航空类课程教学中，为了提高教学效果，教员经常需要演示飞机姿态运动的运动参数或者运动过程，从而让学员对上述抽象的知识内容有较为直观的了解。

当前课堂上所采用的教学演示方式主要有两类，一类是采用三维动画的方式进行演示，其主要缺点是需要提前制作，演示内容无法根据课堂中的需要进行灵活调整，也无法让学员进行操作；另一类是手持式模型飞机，其主要缺点是其演示效果依赖于教员的演示技巧，且无法做到对运动过程的准确呈现。

因此本发明考虑设计一种固定翼飞机典型飞行模式教学演示装置控制方法，通过输入设备的操作来设置飞机参数并控制演示装置中模型飞机的姿态运动，同时能够把飞机的姿态信息发送到电脑中，结合虚拟环境对飞机姿态运动进行展示。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种固定翼飞机典型飞行模式教学演示装置控制方法，用以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种固定翼飞机典型飞行模式教学演示装置控制方法，包括如下步骤：

通过三个轴向可以调节的平台来承载模型飞机，并控制该平台在三个轴向上的转动，模拟飞机的飞行姿态。

进一步的，建立三轴姿态平台，将模型飞机固定在三轴姿态平台上，并在三轴姿态平台上设置九轴组合传感器实时测量模型飞机的三轴加速度、三轴角速度和三轴地磁信息，通过主控装置输入指令操控三轴姿态平台动作，在三维视景环境中展示飞机的姿态运动，并通过九轴组合传感器监测模型飞机的信息在主控装置上显示。

进一步的，控制器中俯仰驱动舵机、滚转驱动舵机和偏航驱动舵机的控制指令分别是θ、滚转角φ和偏航角ψ，计算机发来的用户输入的俯仰角、滚转角和偏航角等数值分别为θ_静止、φ_静止、ψ_静止，控制器接收到这些数值后，直接转换为相应PWM波进行输出并保持，即

θ＝θ_静止

φ＝φ_静止

ψ＝ψ_静止。

进一步的，获取一段时间内飞机飞行中的三轴加速度、三轴角速度和三轴地磁信息，即飞机飞行中的真实数据，将这些数据录入主控装置，主控装置根据数据信息控制三轴姿态平台转动，使得模型飞机摆出对应的动作。

进一步的，所述三轴姿态平台包括设置在偏航驱动舵机输出轴上的偏航框架，所述偏航框架竖向设置，所述偏航框架上旋转设置俯仰框架，所述俯仰框架水平旋转设置在偏航框架内，所述偏航框架上设置驱动俯仰框架转动的俯仰驱动舵机，所述俯仰框架内水平旋转设置滚动平台，所述俯仰框架的前侧设置驱动滚动平台转动的滚转驱动舵机，所述模型飞机和九轴组合传感器设置在滚动平台上。

进一步的，所述主控装置包括与九轴组合传感器、三轴姿态平台连接的控制模块，以及与控制模块通信连接的计算机。

进一步的，所述九轴组合传感器包括三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴地磁信息传感器。