無人機(jī)飛控半物理仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無人飛行器飛行控制系統(tǒng)是飛行器的控制核心，主要完成飛行任務(wù)控制，姿態(tài)解算和飛行指令控制等功能，在無人機(jī)研發(fā)過程起到關(guān)鍵作用。無人機(jī)飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺(tái)是為無人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)飛行仿真量身定制的仿真測(cè)試設(shè)備，為成型機(jī)飛行試驗(yàn)前的系統(tǒng)測(cè)試與飛行品質(zhì)評(píng)估提供方便的可視化測(cè)試手段。
　　本研究在分析不同的半物理仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)場(chǎng)仿真需求和實(shí)時(shí)性運(yùn)行環(huán)境基礎(chǔ)上對(duì)仿真系統(tǒng)的各項(xiàng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和仿真總體架構(gòu)進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)了一種基于嵌

2、入式數(shù)據(jù)采集前端和分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的飛行仿真解決方案。該方案解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室條件下，仿真系統(tǒng)體積較大不便外場(chǎng)攜帶的缺陷。同時(shí)由于系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由頂而下的設(shè)計(jì)思想解決了維護(hù)成本高且系統(tǒng)龐雜的弊端。在完成半物理仿真系統(tǒng)的原理分析與總體方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)的分析后，分別以仿真硬件實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)與飛行仿真建模軟件設(shè)計(jì)兩部分進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析。首先，對(duì)無人機(jī)飛行控制數(shù)據(jù)流分析基礎(chǔ)上，提出基于嵌入式系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)采

3、集系統(tǒng)的硬件與軟件解決方案。出于實(shí)時(shí)性的需求提出了采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)移植問題來保證時(shí)間確定性。其次，在對(duì)飛行仿真建模的解決方案分析基礎(chǔ)上，提出了分布式仿真的模型軟件設(shè)計(jì)解決方案。然后在總體方案基礎(chǔ)上著重介紹設(shè)備接口模型的詳細(xì)設(shè)計(jì)和仿真模型的代碼自動(dòng)生成與調(diào)試。最后，完成對(duì)半物理仿真系統(tǒng)的仿真模型測(cè)試與飛行半物理閉環(huán)仿真測(cè)試。實(shí)現(xiàn)的飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺(tái)基本完成了飛行控制系統(tǒng)仿真驗(yàn)證的指標(biāo)需求，對(duì)各項(xiàng)性能測(cè)試后能覆蓋飛控系統(tǒng)的各項(xiàng)飛行