哈工大《飞行器设计综合实验》喷气c语言程序.doc

哈工大飞行器制造课程设计一、概述飞行器制造课程设计是哈工大航空航天学院飞行器制造工程专业的重要实践环节。

该课程设计的目标是培养学生掌握飞行器制造的基本技能和知识，提高学生的工程实践能力，为未来的工作和研究打下坚实的基础。

二、设计任务学生需要在规定的时间内，完成以下任务：1.设计并制作一个小型无人机（微型飞行器）；2.进行飞行控制系统的设计和实现；3.进行地面测试和飞行试验；4.编写设计报告，包括设计方案、设计图纸、实验数据和结论等。

三、设计方案1.总体设计微型飞行器采用固定翼布局，翼展不超过250三n,总重量不超过50go采用电动推进系统，由微型无刷电机和螺旋桨组成。

飞行控制系统采用开源的Pixhawk飞控板,通过GPS实现定点悬停和自主导航。

5.结构设计机体结构采用轻质材料，如碳纤维复合材料或轻质铝合金。

机翼采用对称翼型，尾翼采用V型尾翼。

起落架采用折叠式设计，便于收纳和携带。

结构设计中需考虑强度、刚度和稳定性要求。

6.动力系统设计动力系统包括微型无刷电机、螺旋桨和电池。

根据飞行性能要求,选择合适的电机、螺旋桨和电池型号，并进行匹配优化。

同时需要考虑散热和噪音问题。

7.飞行控制系统设计飞行控制系统包括传感器、控制器和执行器。

传感器包括GPS.陀螺仪、加速度计和气压计等，用于获取飞行器的位置、姿态和高度信息。

控制器采用PiXhaWk飞控板，通过算法实现对飞行器的稳定和控制。

执行器包括舵机和电机驱动器等，用于实现对飞行器的操作和控制。

飞行控制系统的设计需要保证系统的稳定性和可靠性，防止出现失控和坠机等安全问题。

四、实验测试与结果分析在完成设计和制作后，需要进行地面测试和飞行试验，对微型飞行器的性能进行评估和分析。

具体测试内容包括：1.地面测试：对微型飞行器的各项性能指标进行测试，如起飞重量、最大速度、最大爬升率、续航时间等。

同时检查机载设备的正常运行情况，如GPS、传感器、控制器等。

2.飞行试验：在室外场地进行飞行试验，测试微型飞行器的实际飞行性能和稳定性。

实验1简单C 程序设计2、将下列由程序流程图描述的算法，转换为C 源代码并填写到图1-3b 框中，然后输入计算机并运行后并分析其运行结果（本小题2分）。

图1-3a 程序流程图图1-3bC 源程序3、项目编程（本小题12分）(1)请向计算机输入a,b,c 三个值，经过程序处理后，要求输出其中最大的一个。

/*C 语言源代码*/main(){}项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写程序图1-4a 程序流程图图1-4b C 源程序(2)请向计算机输入a,b,c 三个值，经过程序处理后，要求按值从小到大输出。

项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写程序/*输出最大值*/main(){}项目提示：①可采用if结构；②a,b,c由scanf函数输入程序流程图/*将a,b,c三个值由小到大输出*/main(){}1-5a程序流程图图1-5b C源程序(3)编程实现打印下列由字母组成的树形。

说明：本项目编程的知识点是让学生对双重循环语句结构的理解，清楚双重循环的特点（即当外循环变量中的值变化一次时，则内循环变量中的值要变化若干次）。

提示：可用外循环变量代表行数；内循环变量代表需打印字符的个数。

难点：①字符个数是按奇数变化递增②左右边界字符打印的位置图1-6a字母A-G组成的树形/*打印图形*/main(){}图1-6b C源程序(4)设计报选体育科目统计程序设某学校在新生入学时，需报选体育选修科目。

体育科目包括：篮球、排球、体操、兵乓球和网球。

请为某班级（30人）统计报选各体育科目人数。

项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写源程序项目提示：可采用switch与for结构程序流程图C语言源代码main(){}图1-7a程序流程图图1-7b C 源程序实验2数组与排序五、项目编程（本题12分，每小题4分）1、将下列一组数读入到a 数组中，然后从a数组中找出其中最大的元素并与第一个数互换；然后从a数组中找出最小的元素并与最后一个数互换，而其余元素的位置不变。

航空系统c语言课课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括：1.知识目标：学生需要掌握C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构、函数等基础知识，了解C语言在航空系统中的应用。

2.技能目标：学生能够熟练使用C语言编写程序，解决实际问题，具备使用C语言进行航空系统编程的能力。

3.情感态度价值观目标：学生通过本课程的学习，能够培养对编程的兴趣和热情，提高自主学习能力，培养团队合作精神和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.C语言的基本语法和数据类型；2.运算符和控制结构；3.函数的定义和调用；4.C语言在航空系统中的应用实例。

教学内容将按照教材的章节顺序进行讲解和实践，通过案例分析和编程练习，使学生能够熟练掌握C语言的基本知识和技能，并能够应用于航空系统编程。

三、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解C语言的基本语法和概念；2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解C语言在航空系统中的应用；3.实验法：让学生通过编写程序和调试代码，巩固所学知识，提高编程能力。

通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，促进学生的思考和实践能力的培养。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的C语言教材；2.参考书：提供相关的C语言编程参考书籍；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，辅助讲解和演示；4.实验设备：提供计算机和编程环境，让学生进行实际操作和编程实践。

教学资源的选择和准备，旨在支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，提高学习效果。

五、教学评估本课程的评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的编程作业，评估学生的编程能力和对知识的掌握程度；3.考试：进行期中和期末考试，全面测试学生的知识水平和应用能力。

评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果，激发学生的学习动力和自信心。

六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序进行教学，确保学生在每个章节上有充分的学习和实践时间；2.教学时间：每周安排固定的课堂时间，保证学生有连续的学习进程；3.教学地点：选择适合编程实践的教室，提供计算机和编程环境。

注意：黑色字体的题目是自行完成的，红色字体的题目要求是完成后写到作业本上的，绿色字体的题目要求的是完成后上传到ftp://100.1.0.10服务器上“作业提交”文件夹下对应小组的文件夹当中的。

上传时的文件名为：如果为第二章的第一题，则：chapter2_1.c即可。

注意是上传源程序，不可上传可执行程序。

否则视为未完成。

1、模仿“小型计算器”，编程输出如下菜单：2、请将下列程序补充完整，实现变量的输出。

#include <stdio.h>int main( ){int iNo1, iNo2;float fNo;char cMail;iNo1 = 2;iNo2 = 5;fNo = 2.6;cMail = '@';……}3、请将下列程序补充完整，实现变量的输入输出。

#include <stdio.h>int main( ){int iNo1, iNo2;float fNo;char ch;……}4、 编写C 语言程序，按提示输入学院的名称并输出显示在屏幕上，用%s 实现。

5、 编写C 语言程序，按提示输入两名学生的年龄并输出显示在屏幕上。

6、 编写C 语言程序，按提示输入三个浮点数（如：股票价格），并输出显示在屏幕上。

7、 编写C 语言程序，用puts()函数输出自己的英文名字。

8、 编写一个程序，用于辅助设计水力发电大坝。

提示用户输入大坝的高度，以及每秒钟水从水坝的顶端流到底端的立方米数。

如果水由重力所做功的90%都转化为电能，那么测算一下会产生多少兆瓦（1MW=106W ）的功率。

其中一立方米水的质量为1000KG ，重力加速度为9.80m/s2。

编程时应确保对重力加速度常量和90%的效率常量使用有意义的名称。

程序运动行，可取高度为170米，水流量为1.30*103m 3/s 。

相关公式（w 为所做的功，m为质量，g 为重力加速度,h 为高度）为w =mgh 。

飞行器设计综合课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握飞行器设计的基本原理，如空气动力学、结构设计等；2. 了解飞行器各组成部分的功能和相互关系；3. 掌握飞行器设计的基本流程和方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计出具有创意的飞行器；2. 学会使用相关软件（如CAD等）进行飞行器设计和绘图；3. 提高团队协作能力和沟通表达能力，能够就设计方案进行有效讨论和修改。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对飞行器设计和制造的热爱，激发创新意识；2. 增强学生的国家荣誉感，认识到我国在飞行器领域的重要地位；3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合。

课程性质：本课程为综合实践课程，旨在通过飞行器设计，提高学生的综合运用知识能力和创新能力。

学生特点：六年级学生具有一定的知识储备，好奇心强，动手能力强，善于团队合作。

教学要求：教师需引导学生将所学知识与实践相结合，注重培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生能够将理论知识运用到实际设计中，培养具备创新意识和实践能力的优秀学子。

二、教学内容1. 理论知识：- 空气动力学原理；- 飞行器结构设计；- 飞行器动力系统；- 飞行器控制原理。

参考教材章节：第三章“飞行器的基本原理”和第四章“飞行器设计与制造”。

2. 实践操作：- 飞行器设计基本流程与方法；- 使用CAD软件进行飞行器设计；- 制作飞行器模型；- 飞行器模型的调试与优化。

教学内容安排：共8课时，其中理论知识4课时，实践操作4课时。

3. 教学进度：- 第1-2课时：学习空气动力学原理和飞行器结构设计；- 第3-4课时：学习飞行器动力系统和控制原理；- 第5课时：介绍飞行器设计基本流程与方法；- 第6课时：使用CAD软件进行飞行器设计；- 第7课时：制作飞行器模型；- 第8课时：调试与优化飞行器模型。

航电c语言课程设计实验一、教学目标本课程旨在通过航电C语言课程设计实验，让学生掌握C语言的基本语法、数据结构、算法和编程技巧，培养学生运用C语言解决实际问题的能力。

具体的教学目标如下：1.知识目标：（1）掌握C语言的基本语法和关键字；（2）了解常用的数据结构和算法；（3）熟悉程序设计的基本思想和方法。

2.技能目标：（1）能够运用C语言编写简单的程序；（2）能够独立分析和解决编程问题；（3）具备良好的编程习惯和代码调试能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对编程事业的热爱和敬业精神；（3）提高学生面对挑战、解决问题的自信心。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括C语言的基本语法、数据结构、算法和编程实践。

具体的教学大纲如下：1.C语言基本语法：（1）变量、常量和数据类型；（2）运算符和表达式；（3）控制语句；（4）函数和数组。

2.数据结构：（1）顺序表；（2）链表；（3）栈和队列；（4）树和图。

（1）排序算法；（2）查找算法；（3）常用算法分析；（4）算法设计与实现。

4.编程实践：（1）简单程序设计；（2）综合性程序设计；（3）课程设计实验。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师讲解基本概念、语法和算法，引导学生掌握课程要点；2.讨论法：分组讨论问题，培养学生的团队合作意识和沟通能力；3.案例分析法：分析实际案例，让学生学会将理论知识应用于实际问题；4.实验法：动手编写程序，提高学生的编程能力和解决问题的能力。

四、教学资源本课程所需的教学资源包括：1.教材：《C程序设计语言》或《C Primer Plus》；2.参考书：《C语言编程思想》或《C++ Primer》；3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等；4.实验设备：计算机、编程环境（如Visual Studio、Code::Blocks等）。

教学资源应结合课程内容进行选择和准备，以支持教学方法和提高学生的学习效果。

一、实验题目卫星姿态控制物理仿真实验二、实验目的1、掌握飞行器姿态控制系统的光纤陀螺传感器和喷气执行机构、飞行器姿态模拟单轴气浮实验转台、数字信号处理器DSP控制器的功能、性能及应用方法；2、通过演示实验，掌握飞行器姿态控制物理仿真实验原理；3、掌握控制算法和DSP软件开发技术及用C语言在飞行器姿态控制物理仿真专业技术中的应用编程及实验方法。

三、实验任务1、以喷气装置作为执行机构，编写C语言，进行软件设计、编程和实验调试。

2、完成单轴陀螺定姿的转台闭环控制实验，进行姿态角机动20°的控制。

四、实验控制系统原理及框图图1 飞行器姿态控制实验转台系统框图单轴气浮实验转台控制系统原理主要是通过敏感器件（如陀螺，码盘等）测量转台姿态角及角速度等信息，通过DSP控制系统软件计算与理想（设定）状态的误差，并形成控制信息，操纵执行机构（如喷气装置，飞轮等），使转台回到设定位置。

五、控制算法及说明：喷气控制单回路姿态控制动力学方程为：dj T T J +=θ ，()00θθ=t ，()00θθ =t 式中，0θ、0θ 为姿态角、姿态角速度的初值，且00θθ =。

喷气推力器取为理想继电特性，并以线性姿态角θ作为反馈信号，当不计姿态角给定量（0=r θ）时，有控制方程0,0>-θj T()=t T j0,0<+θj T式中，0j T 为()t T j 的幅值。

系统的方框图如图2所示。

图2 喷气推理器取为理想继电特性的单回路姿态稳定系统方框图研究非线性控制系统常用的一种分析方法是相平面法，即在有姿态角θ和姿态角速度θ构成的直角坐标平面（相平面）上，研究θ与θ 间的运动轨迹（相轨迹），进而可获得关于系统过渡过程时间、超调量、极限环等主要姿控指标。

图3 理想喷气推理器的单回路姿态稳定系统的相轨迹图4 相平面法的DSP 实现原理图控制算法为0,≤+s U=U0,>-s U式中，U 为输出的控制量，f θ为角度预期值，M 为气浮转台的力矩，J 为气浮转台的转动惯量。

实验1简单判定性问题求解一、实验学时完成本实验需4学时。

二、实验目的1、阅读程序题（1）掌握C语言数据类型，熟悉如何定义一个整型、字符型的变量，以及对它们赋值的方法；（2）掌握不同的类型数据之间赋值的规律；（3）掌握数据在内存中的存储方式；（4）学会输入、输出函数的基本格式和使用方法；（5）学会使用有关算术运算符、逻辑运算符、关系运算符，以及包含这些运算符的表达式。

2、编程题（1）如何运用判定性结构进行程序设计；（2）如何运用判定性结构进行程序设计。

3、调试题（1）熟悉C程序的编辑、编译、连接和运行的过程。

三、实验指导为了达到最佳的实验效果，以下提供几条适于编程的指导意见，可供参考。

1、阅读程序题应先运用自己在课堂所学的知识，推导出结果，在上机时输入计算机，印证自己推导的结果，注意观察数据在内存中的存储方式、含不同种运算符表达式的输出结果。

2、编程题必须首先画出流程图，并反复思考判断程序设计的正确性，完成程序的设计。

要注意简单判定性问题的结构选择。

3、调试题应明确程序的调试、测试是一项非常烦琐的工作，也是非常重要的工作。

对于初学者来说应该建立良好的习惯，在调试程序的时候，应该尽可能考虑到程序运行时各种可能情况。

四、实验内容1、阅读程序题（1）( ){ /*定义字符型变量*/c12; /*向字符变量赋以整数*/c1=97;c2=98;(" \n"12); /*以字符形式输出*/(" \n"12); /*以整数形式输出*/}该程序的输出结果是思考：可否改成 c1，c2；输出结果是？相同（2）(){75;("\n");}思考：若将语句中变为，可否输出分式的值？可以（3）(){9;; /*包含复合的赋值运算符的赋值表达式*/("\n");}思考：赋值表达式a＋＝a－＝a＋a的求解步骤？第一步：()9 第二步18（4）(){1;("\n");}出结果是思考：－1在内存中的存储形式？取反加一11111111111111111111111111111111(32个)（5）(){x1;1;x1; /*有符号数据传送给无符号变量*/(""1);}思考：（有符号赋值给无符号）（6）(){345;("\n",(!(a<b))(1));("");}思考：若将第一个语句中变为，结果将如何？1（换行）6（7）(){ 123;() ("\n");("\n");}该程序的输出结果是 1 。

一、实验名称卫星编队飞行设计及仿真实验二、实验要求本实验进行卫星编队飞行（Satellite Formation Flying）的仿真，卫星编队由一个主星和两个从星组成。

主星采用圆轨道（Round Orbit），轨道的半长轴为7765km,轨道倾角为63.4度，要求卫星模型具有合适的大小。

三、实验步骤1、双击桌面上的STK9图标，启动软件在弹出的warning窗口中，单击Continue Startup按钮，然后新建场景，单击Create a New Scenario；2、设置场景的属性，在弹出的窗口中修改场景的名称name，同时设置仿真分析的起始时间为1 Jul 2007 12:00:00.000 UTCG和终止时间2 Jul 2007 12:00:00.000 UTCG，设置完成后点击ok按钮，然后我们即可在Object Browser（对象浏览器）中看到新建的场景Scenario1，如果自动跳出一个叫做“Insert STK Objects”的窗口，选折关闭；3、在STK浏览窗口左侧，单击Satellite三次，这样在场景中就会生成三颗卫星；4、在对象浏览器中选中satellite1，单击右键，在弹出的菜单中选折Rename，这样就可以修改卫星的名字，我们将这颗卫星命名为Main（主星）；5、双击卫星Main，在弹出的对话框中，选中basic目录下的Orbit栏；6、我们在设置数据前，先修改轨道数据的格式：单击数据方框右侧的图标，选中“Format....”按钮，然后将“Precision”选项框下的对勾去掉，点击oK；7、然后我们按表一所给的轨道参数修改Main卫星的长半轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近心点角距、真近点角等轨道参数值，设置完成后的结果如图一所示；图一选中3D Graphics项下的Model选项，拖动Log Scale选项条调整卫星模型至合适大小，建议调整值为1.8。