飛控系統(tǒng)虛擬仿真平臺的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無人機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在民用和軍事的各個領(lǐng)域中無人機(jī)都有著廣闊的應(yīng)用前景。由于是無人駕駛，所以對無人機(jī)的飛控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性有著相當(dāng)高的要求，目前飛控系統(tǒng)軟件的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試以及測試與驗(yàn)證過程大多都依賴于真實(shí)的測試和試驗(yàn)臺架等硬件平臺，并且飛控系統(tǒng)設(shè)計完成后的飛行閉環(huán)仿真等試驗(yàn)都需要到這些特定的硬件臺架上才能進(jìn)行，設(shè)計與試驗(yàn)不能并行進(jìn)行的問題造成飛控系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的效率不是很高。
　　本文針對上述問題研究和設(shè)計了一個基于

2、虛擬機(jī)技術(shù)的飛控計算機(jī)虛擬仿真平臺，該仿真平臺是指通過軟件模擬飛控計算機(jī)系統(tǒng)及外圍設(shè)備環(huán)境，使被測試的機(jī)載飛控軟件和飛機(jī)本體模型運(yùn)行在仿真的環(huán)境中然后完成各種測試或試驗(yàn)。本文的主要工作有：首先基于QEMU二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對飛控計算機(jī)硬件系統(tǒng)功能的模擬，包括對CPU、內(nèi)存、看門狗、中斷控制器、總線等硬件設(shè)備的模擬。然后基于反射內(nèi)存原理構(gòu)建飛控計算機(jī)與外部模擬量、離散量和數(shù)字量等信號的接口模型，即對串口和AD/DA/DI/DO數(shù)據(jù)采集卡等

3、外設(shè)的功能實(shí)現(xiàn)用反射內(nèi)存來模擬，并將各種類型的數(shù)據(jù)發(fā)送到飛行包，為飛控閉環(huán)仿真試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)通信通道。其次利用基于交叉編譯技術(shù)的軟件調(diào)試方法，搭建可定制的面向RTEMS的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，通過修改板級支持包定制能夠在上述虛擬的飛控計算機(jī)中運(yùn)行的微內(nèi)核、搶占式、實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)RTEMS。最后對虛擬飛控計算機(jī)平臺中各虛擬硬件部分進(jìn)行功能性測試，以確保實(shí)時系統(tǒng)RTEMS和飛控軟件的可靠運(yùn)行，提高飛控計算機(jī)系統(tǒng)軟件的開發(fā)、調(diào)試及測試的效率。