臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要
本論文主要研究方向為飛行逃生彈射訓練機之彈射控制，內容主要包括彈射後座椅位置追蹤量測、彈射控制、以及煞車控制等研究，在彈射座椅訓練機座椅位置追蹤方面，吾人採用雷射三角量測法，結合即時位置量測、PSD設備、DSP數位信號處理等各種技術整合而成，並且在此系統中建立即時回授控制與演算法則。
另外在彈煞方面首先使用電腦模擬與分析彈煞控制律，然後在彈射座椅訓練機中從事實際彈射控制特性校準。
目前以上技術除了已成功的運用於國內第一套完全自製的彈訓機之外，其技術亦可為國內工商界相關控制之參考。
本研究所獲得的雷射三角量測法結果與高速攝影機量測數據比較，證明有更好的觀點與更多詳細的量測控制技術。
文中提出的光電伺服控制已獲得證實適用於移動的追蹤目標物上；至於彈煞部份，吾人亦證實傳統的順序控制結合PID控制技術已足夠設計出完善的彈射與煞車控制系統。

Abstract
In this report, we develop and research the ejection control for the flight airplane of the ejector seat trainer. Primary descriptions include the ejector seat tracking measurement、ejecting control and braking control. We develop utilization of laser triangular measurement, PSD module, and DSP card in the training system for emergency escape from the ejector seat of the trainer. The system is also set up by the technology of the real time feedback control.
Additionally, we utilize the computer simulations and analysis on the control rule of the seat ejection and braking force; then we engage in the actual of the eject control characteristic calibration for the flight airplane of the ejector seat trainer.
Comparison of laser triangular measurement results with the highly speed camera measurement data will show very good agreement and more detail.
This paper proposes an extension of adaptive photo-electronic servo for the moving tracking object. The region of the seat ejection and braking control, we verify that combine the traditional sequence control and the PID control technology, and we can design the full the seat ejecting control and braking control systems.

目錄
感謝 I
中文摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1研究背景及動機 1
1.2研究目的及其重要性 2
1.3國內外研究回顧: 3
1.3.1 雷射二極體模組特性量測系統設計 3
1.3.2 安裝於彈射座椅的電子裝置 4
1.3.3 多目標追蹤的移動影像差異估算 6
1.4近期研究回顧: 9
第二章 研究動機與方法 13
2.1高速運動物體位置追蹤量測: 13
2.2 高G彈射的影響 14
2.3機構安全的考慮 16
2.4 研究方法 17
第三章.彈訓機監控台設計 18
3.1單人操縱監控台尺度設計分析 18
3.2單人操縱監控台板面設計分析 19
第四章 彈射椅彈射動態量測技術開發 30
4.1動態量測架構設計 30
4.2動態量測裝備分析 32
4.2.1 程式測試 32
4.2.2動態量測位置量測佈置 38
4.3動態量測實務與量測結果 42
4.3.1彈射椅氣彈推導 42
4.3.2動態量測實際測試 42
4.3.3結論與討論 46
第五章、彈射控制技術開發 50
5.1 彈射控制律架構設計 50
5.2 彈射控制律設計 51
第六章、模擬與分析 55
6.1模擬分析環境 55
6.2 加速衝程模擬分析 55
6.3後傾斜角度模擬分析 56
6.4 彈力與煞車力模擬分析 57
第七章 實體驗証與結果分析 60
7.1控制硬體與控制環境 60
7.2 彈煞控制軟體 61
7.3 彈射力量與彈射軌跡實錄 64
第八章結論與預期成果 70
8.1預期成果 70
8.2 結論 70
參考文獻 72
圖目錄
圖1-1 雷射二極體模組特性量測系統架構示意圖 3
圖1-2 彈射包封三個型態範圍 5
圖1-3座椅之附設電子裝置3組邏輯電路設計 6
圖1-4座椅之附設電子裝置的起爆電路設計 6
圖1-5 連續性的框畫來敘述加入性的影像畫面 8
圖1-6在參考影影像減算過後的追蹤框畫面 8
圖1-7已標示追蹤的結果框畫面 8
圖1-8雷射三角量測法 9
圖1-9 PSD的感測器部分及刻度軌道 10
圖1-10 Gain為2時的距離和電壓 11
圖1-11彈射與剎車控制之彈射架構 12
圖2-1即時位置量測硬體架構平面圖 14
圖2-2飛行逃生彈射訓練機相關組裝 16
圖3-1教官台前視圖 18
圖3-2電源系統控制面板 20
圖3-3彈射系統操作面板 21
圖3-4左教官監控人機界面模組程式流程圖 22
圖3-5右教官監控人機界面模組程式流程 23
圖3-6教官台模擬儀表模組程式流程圖 24
圖3-7監控網路連線模組程式流程圖 25
圖4-1位置量測架構圖 30
圖4-2 PSD定位測試 31
圖4-3 PSD設備與反光鏡片安裝. 31
圖4-5裝置選取 32
圖4-6 A/D介面卡設定 32
圖4-7測量設定 33
圖4-8 電壓比數設定 34
圖4-9執行結果 34
圖4-10 信號產生器傳送信號至介面卡 35
圖4-11 由右側視之PSD與程式連結裝置圖 35
圖4-12設定介面視窗 36
圖4-13 量測到的資料視窗 37
圖4-14 繪圖視窗 37
圖4-15即時位置量測佈置之設計之上視圖 38
圖4-16 彈射椅及時位置檢測系統的整體架構圖 39
圖4-17 雷射漫射式取像 40
圖4-18 雷射漫射式取像採用之透鏡物距無窮遠成像f+x處 41
圖4-19(A)彈射一追蹤電壓變化圖 43
圖4-19(B)彈射一電壓與時間變化圖 43
圖4-20(A)彈射二追蹤電壓變化圖 45
圖4-20(B)彈射二電壓與時間變化圖 45
圖4-21彈射三位移與時間變化圖 46
圖4-22包括一固定部與一移動部之即時位置量測系統圖 48
圖5-1彈射控制律控制架構 50
圖5-2正向煞車模式PFB為時間函數圖 53
圖5-3煞車力NFB 應設計為速度V函數圖 54
圖5-4負向煞車控制之模式 54
圖6-1彈射速度時間函數 56
圖6-2後傾斜角度模擬分析 56
圖6-3 不同後傾斜角之彈射 57
圖6-4 G與彈射軌跡關係圖 58
圖6-5 正向煞車有無之比較圖 59
圖6-6 彈煞訊號圖 59
圖7-1 彈煞控制硬體架構 60
圖7-2彈射控制軟體之初步流程圖 62
圖7-3煞車控制軟體流程圖 63
圖7-4重190Kg 加速3.5G之記錄圖 66
圖7-5重190Kg 加速5.0G之記錄圖 66
圖7-6重190Kg 加速6.5G之記錄圖 67
圖7-7重220Kg 加速3.2G之記錄 67
圖7-8重220Kg 加速4.7G之記錄圖 68
圖7-9重220Kg 加速5.9G之記錄圖 68
圖7-10重220Kg 加速7.0G之記錄圖 69
圖7-11重220kg各種加速之位置比較圖 69

參考文獻
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