本实用新型专利技术公开了一种飞行器制导与控制实验仪器，该实验仪器是一种分离式教学实验仪器，包括可分离的核心板和底板，进而能够设置多种型号的核心板，调整试验仪的成本和应用领域；所述核心板包括微控制器以及分别与其连接的外设接口、复位按键、IO插针等，所述的底板包括制导控制模块、输入模块、执行机构、显示模块、电源模块及IO插孔等，通过底板上的输入模块输入目标位置信息或者更改目标位置信息，或者输入经过改进的控制算法等方式，实现人机互动，便于研究各种飞行参数之间的内部联系，提高学生的学习效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及航空航天类的实验教学环境下的教学试验仪器，具体涉及一种飞行器制导与控制实验仪器。
技术介绍
当前市面上出售的成套的数字系统设计教学实验装置，虽然种类繁多，技术先进，但因为要兼顾大多数用户的实验要求，而具备普遍性，但不具备结合实际教学要求的强针对性，尤其难以适合航空航天类的实验教学环境；此外，目前市面上出售的数字系统设计教学实验箱在结构设计上多采用一体化即封闭式设计，核心板和底板引脚绑定，这种结构会大大降低实验箱整体功能的灵活性、通用性和扩展性，使得实验箱成本增大，适应性减弱，不利于学生学习主动性、开拓思维及创新能力的培养，并且后期维修和升级都比较困难。由于上述原因，本技术人对现有的航空航天类教学仪器做了深入研究，以便设计出适用于航空航天类的实验教学环境的低成本便携式的教学实验仪器。
技术实现思路
为了克服上述问题，本技术人进行了锐意研究，设计出一种飞行器制导与控制实验仪器，该实验仪器是一种分离式教学实验仪器，包括可分离的核心板和底板，进而能够设置多种型号的核心板，调整试验仪的成本和应用领域；所述核心板包括微控制器以及分别与其连接的外设接口、复位按键、1插针等，所述的底板包括制导控制模块、输入模块、执行机构、显示模块、电源模块及1插孔等，通过底板上的输入模块输入目标位置信息或者更改目标位置信息，或者输入经过改进的控制算法等方式，实现人机互动，便于研究各种飞行参数之间的内部联系，从而完成本技术。具体来说，本技术的目的在于提供以下方面:(I) 一种飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，该实验仪器包括可互相分离的核心板和底板，核心板用于实时根据接收到的飞行器参数信息计算控制飞行器的控制指令，底板用于收集并发送飞信器参数信息，接收飞行器控制指令并执行，在所述底板上设置有输入模块。(2)根据上述⑴所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，所述输入模块用于输入初始目标位置信息；在所述底板还上设置有制导控制模块，所述制导控制模块包括GPS模块和惯性器件，其中，GPS模块用于实时获取飞行器的位置、速度及航向信息，并将获得的信息传递至核心板的，惯性器件用于实时获取飞行器的角速率、加速度以及地磁分量信息，并将获得的信息传递至核心板；在所述底板上还设置有执行机构模块，所述执行机构模块用于接收控制指令并根据控制指令产生控制气动力，使飞行器飞向目标。(3)根据上述(I)或(2)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，所述核心板包括微控制器，微控制器用于接收GPS模块传递出的飞行器的位置、速度及航向信息，惯性器件传递出的飞行器的角速率、加速度以及地磁分量信息，计算得到飞行器姿态、位置、航向信息的最优估计值，再根据输入模块输入的目标位置信息，计算得到控制指令，并将控制指令发送至底板上的执行机构模块。(4)根据上述(3)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，在所述核心板上还设置有振荡电路、复位电路、JTAG仿真接口电路和1插针，在所述底板上还设置有与所述1插针相配合的1插孔，所述核心板与所述底板之间通过1插针及1插孔可拆卸地连接。(5)根据上述(3)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，所述核心板为能够执行复杂浮点运算的计算速率为150?600MHz的高配置核心板；或者所述核心板为能够执行简单浮点运算和复杂定点运算的计算速率为50?150MHz的中配置核心板；或者所述核心板为能够执行逻辑组合运算和简单定点计算的计算速率为8?32MHz的低配置核心板。(6)根据上述(3)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，核心板的微控制器通过卡尔曼滤波算法计算得到飞行器姿态、位置、航向信息的最优估计值，再通过比例导引律算法进行导航，产生控制指令。(7)根据上述(6)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，所述输入模块还用于向所述核心板中输入算法，述输入的算法任选地由使用者修改或改进，所述输入的算法包括卡尔曼滤波算法和比例导引律算法。(8)根据上述(2)所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，所述输入模块还用于实时输入或改变目标位置信息。(9)根据上述⑴所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，在所述底板上还设置有显示模块，所述显示模块用于实时显示飞信器的飞行状态信息。(10)根据上述⑴所述的飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，在所述底板上还设置有给整个实验仪器供电的电源模块。本技术所具有的有益效果包括:(I)根据本技术提供的飞行器制导与控制实验仪器，具有可分离的核心板和底板，使得实验仪器可以随着应用和需求不同而调节型号和成本，进而提高了实验仪器的适用范围；(2)根据本技术提供的飞行器制导与控制实验仪器，具有输入模块，能够随时输入目标位置信息，进而改变飞行器的飞行放向、飞行姿态等飞行状态信息，进而为人机交互领域的研究提供研究基础；(3)根据本技术提供的飞行器制导与控制实验仪器，具有输入模块，能够输入并更改核心板中的计算方法及相关计算参数，便于使用者自行设计飞行数据、调整控制指令，增强人机互动性能，更方便于使用者了解飞行器的各种相关参数的内部联系，提高使用者的学习效率；(4)根据本技术提供的飞行器制导与控制实验仪器，设计灵活，操作方便，结构清晰，提高了实验教学效率，为导航、制导与控制相关专业学生的培养和用于先进的导航、制导与控制理论技术的科研工作提供实验条件。【附图说明】图1示出根据本技术一种优选实施方式的核心板结构示意图；图2示出根据本技术一种优选实施方式的底板结构示意图；图3示出根据本技术一种优选实施方式的振荡电路结构示意图；图4示出根据本技术一种优选实施方式的复位电路结构示意图；图5示出根据本技术一种优选实施方式的JTAG仿真接口电路结构示意图。附图标号说明:100-核心板110-微控制器120-复位电路130-振荡电路140-10 插孔150-JTAG仿真接口电路200-底板210-显示模块220-执行机构模块230-电源模块240-数据传输模块250-输入模块260-制导控制模块【具体实施方式】下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种飞行器制导与控制实验仪器，其特征在于，该实验仪器包括可互相分离的核心板和底板，核心板用于实时根据接收到的飞行器参数信息计算控制飞行器的控制指令，底板用于收集并发送飞信器参数信息，接收飞行器控制指令并执行，在所述底板上设置有输入模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石忠佼，王伟，林德福，韩丁丁，王江，王辉，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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