[发明专利]一种嵌入式大气数据传感系统

说明书

本发明公开了一种嵌入式大气数据传感系统。该系统可以包括：多组气压传感器，连接飞行器，用于获取飞行器表面压力；压力采集单元，用于采集飞行器表面压力并发送至信号处理单元；信号处理单元，用于针对飞行器表面压力进行数据处理，获得大气数据；弹载计算机，用于获取大气数据并存储。本发明通过FPGA实现多路信号压力的同步采集，利用ARM处理器进行数据的计算处理，具有采集速度高、运算效率高、故障处理能力强的效果。

技术领域

本发明涉及嵌入式大气数据传感技术领域，更具体地，涉及一种嵌入式大气数据传感系统。

背景技术

国内外现状分析嵌入式大气数据测量技术的研究可以追溯到20世纪60年代美国研制的FADS系统样机，为高超声速飞行大气数据测量提供了新的途径。随后三十年间，美国NASA通过大量的试验研究，对嵌入式大气数据系统的应用能力进行验证，并在X-33无人机上得到验证。2004年，美国在X-31验证机和X-43A高超声速飞行器上的试飞试验，标志着嵌入式大气数据系统能够应用于高超声速飞行器。近年来，美国已经在X-34，X-38，X-37等空天往返飞行器以及火星再入飞行器等空间飞行器上对嵌入式大气数据系统开展试验研究和工程应用研究。除美国外，德国也完成了FADS在高超声速飞行器的试飞验证。除了应用在空天飞行器上，FADS也可以用于微型固定翼飞行器亚音速飞行时的大气数据测量。

国内在FADS技术的研究起步较晚，从公开发表的文献上看，较早为2004年南京航空航天大学与沈阳飞机设计研究所共同对FADS测压孔配置优化设计问题开展了研究。而后十多年间，部分高校和一些科研。

目前尚需开发一种嵌入式大气数据传感系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种嵌入式大气数据传感系统，其能够通过FPGA实现多路信号压力的同步采集，利用ARM处理器进行数据的计算处理，具有采集速度高、运算效率高、故障处理能力强的效果。

本公开实施例提供了一种嵌入式大气数据传感系统，包括：

多组气压传感器，连接飞行器，用于获取飞行器表面压力；

压力采集单元，用于采集所述飞行器表面压力并发送至信号处理单元；

信号处理单元，用于针对所述飞行器表面压力进行数据处理，获得大气数据；

弹载计算机，用于获取所述大气数据并存储。

优选地，还包括：

通过CFD计算方法得到大气数据与所述飞行器表面压力之间的对应关系，作为神经网络的训练数据对所述神经网络进行训练，训练完成后，获得神经网络模型。

优选地，针对所述飞行器表面压力信号进行数据处理包括：

通过所述神经网络模型对所述飞行器表面压力进行计算，获得大气数据。

优选地，所述大气数据包括攻角、侧滑角、空速和气压高度。

优选地，所述气压传感器的数量为5组。

优选地，在所述飞行器的头部开5个测压孔，连接5组气压传感器，所述测压孔呈十字分布。

优选地，多组气压传感器分别计算多组的迎角与侧滑角，若错误的气压值进行运算，所述迎角或所述侧滑角的方差大于设定阈值。

优选地，所述压力采集单元为FPGA芯片。

优选地，所述信号处理单元为ARM芯片。

优选地，还包括：