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航空机载总线用于连接飞机中的各个子系统,是现代航空电子系统的中枢,机载总线性能的优劣对飞机整体性能的影响至关重要,随着航空电子系统日趋复杂,传统的机载总线逐渐难以满足航空电子系统对数据传输的性能要求。FC-AE-1553是一种为航空电子环境应用所定制的新型机载数据通信协议,它使用光纤作为传输媒介,继承了光纤通道技术的优良特性,具有高带宽、低延时、抗干扰能力强等优点。目前国内对FC-AE-1553协议的研究还处于理论阶段,且多是对协议自身特性进行研究,缺乏对协议应用的研究。为了研究FC-AE-1553协议在航空电子系统中的应用,本文选取航空电子系统中的飞行控制系统作为应用对象,研究如何将FC-AE-1553通信协议应用到飞行控制系统中。本文主要的工作是利用FC-AE-1553节点卡构建基于FC-AE-1553协议的飞控仿真演示系统。整体工作可以分为适用于航空环境的FC-AE-1553协议研究、飞行控制模型构建和基于FC-AE-1553的飞控仿真演示系统实现三个部分。首先,本文分析了航空机载总线体系架构的演变过程,对几种传统的航空总线协议做简单介绍,并对FC和FC-AE-1553协议的关键特性做出分析,对比FC-AE-1553与传统机载总线的性能差异。接着,本文对航空环境中适用的FC-AE-1553协议做了深入研究,针对航空环境对数据传输低时延和高可靠的要求,通过双冗余网络结构、改进差错处理机制、应用数据划分优先级三个措施对协议应用进行改进,并利用OPNET对改进的效果进行仿真分析。然后,本文分析了飞机的飞行运动过程,建立飞机运动的六自由度十二状态方程,经过解耦将飞机的控制系统分为横向和纵向两个控制通道,利用Simulink建立了基于PID控制器的控制系统(俯仰角控制、高度控制、速度控制、滚转角控制、偏航角控制),并对控制效果进行测试。最后,本文在完成对FC-AE-1553协议改进和控制系统设计的基础上,使用教研室的FC-AE-1553节点卡设备,编写程序构建了基于FC-AE-1553的飞控仿真演示系统,并对系统功能进行测试。