基于xPC Target的无人机飞行控制系统实时仿真

无人机飞行控制系统的实时仿真是无人机研制中不可缺少的一个过程。本文详细论述了基于xPC Target的实时仿真系统设计。首先介绍了xPC Target的工作原理,其后设计了无人机飞行控制实时仿真系统,最后给出了基于该系统的仿真实例。     

基于模型匹配的光电侦察无人机飞行控制器设计方法

无人机在光电侦察领域的应用越来越广泛,设计可靠的飞行控制器是完成侦察任务的必要手段。提出了一种基于模型匹配和遗传算法寻优的以非线性模型为被控对象的飞行控制器设计方法。通过该方法可以实现无人机飞行控制器与飞行仿真模型的一体化快速设计与仿真,与经典的飞行控制器设计方法相比,该方法能够比较快速、便捷地获得所需控制器。建立了包含气动、发动机和环境模型的某型无人机六自由度非线性全量数学模型,然后基于此模型,应用上述方法设计了无人机的飞行控制器,基于有限状态机理论建立了飞行管理模型,设计无人机飞行剖面并实现控制器切换,最后进行了六自由度非线性仿真,验证了所设计控制器的有效性。     

FlightGear在无人机实时飞行仿真中的应用

无人机实时飞行仿真是无人机研制中不可缺少的一个过程,但是对于小型无人机来讲,开发一个完整的实时飞行仿真系统往往花费巨大。详细论述基于xPCTarget的实时仿真系统设计,在此基础上,利用FlightGear飞行模拟器实现了无人机的三维实时可视化显示。该仿真系统开发简单,构造灵活,成本低,能够使开发人员将更多的精力花费在飞行控制算法研究上。     

基于Matlab/FlightGear的四旋翼无人机仿真实验平台设计

文章以六自由度四旋翼无人机模型为基础,设计并建立了基于FlightGear的仿真实验平台。该平台基于Matlab/Simulink实现无人机模型及控制系统的仿真设计,使用Statef low实现无人机起飞、轨迹跟踪飞行、返航、降落的模式切换,并与FlightGear进行对接,实现完整飞行场景下四旋翼无人机的三维实时可视化显示。     

空中运动目标的特征航迹描述及仿真

分析了空中运动目标的几种特征航迹并给出了控制模型,将空中运动目标的控制仿真分解为对速率、方位和高度的控制仿真,可通过手动输入数据或预先设置参数来改变空中运动目标的运动状态;特征轨迹仿真主要对直线飞行和圆周盘旋进行了仿真,实现了按预设航路点直飞、等半径、变半径、等高度和变高度圆周运动以及人工实时控制飞行等功能,并且飞行参数可以实时查看并存储,分析了仿真过程中的手动拖动位图、时序同步以及位图重叠等疑难问题并给出了解决方法。以VS2005为仿真平台,仿真结果以及图像截图表明：理论模型与仿真模型基本一致,此空中运动目标的运动仿真模型能够有效仿真空中运动目标的飞行轨迹。     

飞行控制计算机1553B通信单元软件设计

研究了样例无人机飞行控制计算机1553B总线单元,完成了详细的硬件电路设计。接口单元采用Vitrex-4系列FPGA为处理器,接收外部1553B传感器数据,通过数据预处理后将数据转换为FlexRay数据格式,发送给飞行控制计算机的CPU单元,实现外部1553B设备与飞行仿真计算机的实时通信。实验测试验证了设计的正确性,可为新型分布式无人机飞行控制计算机提供1553B通信接口。     

某无人机飞控系统地面半实物仿真平台设计

无人机(UAV)飞控系统地面半实物仿真平台用于对无人机飞控系统进行相关地面测试。针对某无人机飞行控制系统,提出了一种基于MATLAB实时工作空间和VxWorks实时操作系统的地面半实物仿真平台方案。针对无人机小扰动数学模型,构建了地面站上位机、控制器和模型机组成的实时系统闭环回路,对硬件及软件配置进行了说明,并设计了相关控制算法。该试验台可实时监测无人机系统状态,并可实时对模型注入扰动,实现系统在线调参。该半物理仿真平台结构简洁,功能明确,为相关控制律提供了便捷的研究设计手段。     

诱饵诱偏条件下反辐射无人机攻击过程建模仿真分析

为实现对反辐射无人机(ARUAV)末制导阶段飞行姿态的动态分析,基于比相被动导引头测向跟踪理论和反辐射无人机飞行控制原理,在分析末制导阶段导引头天线视场内诱饵数量变化对反辐射无人机攻击姿态调整影响的基础上,建立了多诱饵诱偏条件下的无人机攻击动态模型,并在想定条件下仿真分析了末制导阶段无人机姿态随天线视场范围内辐射源数量分离变化而变化的全过程。仿真分析结果证明了模型的正确性。     

一种无人攻击机航路飞行仿真方法设计

为了解决无人机任务仿真中,无人机飞行模型建立繁琐的问题,提出一种仿真无人攻击机沿规划航路点飞行的方法。该方法通过质点模型模拟算法,解算攻角和倾斜角,完成模拟飞机运动。构建仿真飞行的总体结构框架,分别设计飞行制导模块和飞行控制模块,并对飞行过程进行了仿真。仿真结果表明,该方法可以满足对无人机航迹跟踪建模的需要。     

基于Unity的无人机三维视景系统设计与实现

当前无人机显示系统主流多为二维显示,缺乏兼顾仿真训练使用和实际飞行使用的实时、逼真的三维态势显示软件,为实现无人机飞行过程中的实时位置、姿态信息、航线信息、飞行轨迹三维显示,满足无人机飞行过程的多视角三维显示,开发基于Unity三维引擎、计算机虚拟仿真技术的无人机三维视景系统,融以逼真的仿真模型,兼容虚、实相结合的应用模式,最大程度地贴近实际操作,提供真实的无人机飞行三维显示。该系统可以帮助用户提高无人机训练保障水平,优化现场指挥调度模式,营造逼真的虚拟环境,提升训练和观摩效果。