無人機飛控半物理仿真系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、無人飛行器飛行控制系統(tǒng)是飛行器的控制核心，主要完成飛行任務控制，姿態(tài)解算和飛行指令控制等功能，在無人機研發(fā)過程起到關鍵作用。無人機飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺是為無人機現(xiàn)場飛行仿真量身定制的仿真測試設備，為成型機飛行試驗前的系統(tǒng)測試與飛行品質(zhì)評估提供方便的可視化測試手段。
　　本研究在分析不同的半物理仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)方案的基礎上，基于現(xiàn)場仿真需求和實時性運行環(huán)境基礎上對仿真系統(tǒng)的各項相關關鍵技術和仿真總體架構進行分析研究，設計了一種基于嵌

2、入式數(shù)據(jù)采集前端和分布式實時仿真系統(tǒng)的飛行仿真解決方案。該方案解決了傳統(tǒng)實驗室條件下，仿真系統(tǒng)體積較大不便外場攜帶的缺陷。同時由于系統(tǒng)采用模塊化設計，由頂而下的設計思想解決了維護成本高且系統(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計基礎上，結合系統(tǒng)的關鍵技術指標和關鍵技術的分析后，分別以仿真硬件實現(xiàn)方案設計與飛行仿真建模軟件設計兩部分進行詳細的設計分析。首先，對無人機飛行控制數(shù)據(jù)流分析基礎上，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。出于實時性的需求提出了采集系統(tǒng)的實時操作系統(tǒng)移植問題來保證時間確定性。其次，在對飛行仿真建模的解決方案分析基礎上，提出了分布式仿真的模型軟件設計解決方案。然后在總體方案基礎上著重介紹設備接口模型的詳細設計和仿真模型的代碼自動生成與調(diào)試。最后，完成對半物理仿真系統(tǒng)的仿真模型測試與飛行半物理閉環(huán)仿真測試。實現(xiàn)的飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺基本完成了飛行控制系統(tǒng)仿真驗證的指標需求，對各項性能測試后能覆蓋飛控系統(tǒng)的各項飛行