基于PC104+VxWorks的無人機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn).pdf

1、為驗(yàn)證飛控軟件的操作性能指標(biāo)和可靠性，需經(jīng)過全數(shù)字仿真和半物理仿真兩個(gè)階段。全數(shù)字仿真主要解決控制律算法的設(shè)計(jì)和調(diào)參問題，以最終滿足飛控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。半物理仿真是在地面實(shí)驗(yàn)條件下，盡量真實(shí)地模擬飛行控制系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的工作情況，將真實(shí)的飛行控制器接入，驗(yàn)證控制律的軟件設(shè)計(jì)的正確性和可靠性，驗(yàn)證控制軟件各個(gè)模態(tài)轉(zhuǎn)換的可靠性和故障處理的能力。 這樣，就需要將無人機(jī)的模型系統(tǒng)從全數(shù)字的設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)換到半物理仿真階段，往往都要面對(duì)代碼開發(fā)

2、量大的問題，同時(shí)還要考慮可靠性、實(shí)時(shí)性。 對(duì)此，本文提出了在目前較流行的VxWorks實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)平臺(tái)下利用Simulink的RTW功能去輔助無人機(jī)仿真系統(tǒng)的開發(fā)。這樣一來，即可充分地利用上VxWorks操作系統(tǒng)多任務(wù)的靈活特性和強(qiáng)大的實(shí)時(shí)性能，同時(shí)也充分利用了RTW的轉(zhuǎn)化功能去形成經(jīng)過優(yōu)化的、針對(duì)實(shí)時(shí)性應(yīng)用的仿真模型模塊。然后，將這個(gè)模塊通過VxWorks靈活的交叉開發(fā)調(diào)試系統(tǒng)下載到VxWorks系統(tǒng)中去加載和運(yùn)行。在此

3、基礎(chǔ)上，本文還深入研究了RTW生成模塊的變量存儲(chǔ)策略，并以此設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的方案去良好地解決了RTW生成模塊和開發(fā)者自編的外部模塊在數(shù)據(jù)上互動(dòng)的問題，并成功地運(yùn)用到了課題項(xiàng)目中。最后，在建立好的仿真平臺(tái)上接入飛行控制律驗(yàn)證了整個(gè)仿真系統(tǒng)。并對(duì)其中的誤差問題給出了較為深入的分析。 本文針對(duì)VxWorks的配置、模型的RTW轉(zhuǎn)換、模塊數(shù)據(jù)互動(dòng)的問題以及誤差的改進(jìn)作了較深入的研究和開發(fā)；分析了仿真平臺(tái)的總體方案和無人機(jī)模型的數(shù)學(xué)方程描述；

4、研究了在PC104平臺(tái)上VxWorks及其BSP和驅(qū)動(dòng)的配置開發(fā)，深入研究了其下串口驅(qū)動(dòng)的開發(fā)。 在此基礎(chǔ)上，利用Matlab/Simulink/RTW及其C-MEX格式的S-函數(shù)功能完成了Simulink模型的轉(zhuǎn)換，同時(shí)設(shè)計(jì)了良好的方案解決了RTW生成模塊和外部模塊的數(shù)據(jù)交互問題。最終成功地完成了仿真平臺(tái)的開發(fā)工作。 最后，在建立好的平臺(tái)上結(jié)合了外部的飛控模塊進(jìn)行了整個(gè)仿真平臺(tái)的運(yùn)行驗(yàn)證。同時(shí)，討論了誤差的問題，并給出