无人机飞行控制地面仿真

针对某型无人机飞行设计要求,对无人机空中飞行进行模拟仿真,并综合测试仿真状态下的控制律运行情况。根据仿真试验的目的和要求,搭建适合无人机半实物仿真系统,介绍半实物仿真系统的组成;设计无人机的基本控制规律和逻辑,在此基础上建立某型无人机的简化数学模型,确定相关模型参数;对飞行控制系统进行仿真,构造某型无人机半实物仿真系统,并对无人机全飞行控制双机进行仿真试验、分析。试验结果表明:无人机飞行控制系统具有良好的控制效果,满足飞行控制要求。     

某型无人机飞行动力学仿真软件设计

无人机飞行动力学仿真是无人机飞行控制系统半实物仿真系统的重要组成部分。为了开发一种实用型的无人机飞行动力学仿真软件,考虑无人机飞行动力学仿真的实时性和精度问题,基于四阶龙格-库塔算法,对无人机飞行动力学非线性模型的实时仿真进行研究,设计和开发了无人机飞行动力学实时仿真软件,并成功应用于某型无人机飞行控制系统的半物理仿真试验。试验和测试结果表明：该动力学仿真软件设计合理并满足飞行仿真要求,具有一定的工程应用价值。     

基于自主切换的无人机航向跟踪设计

基于某型无人机飞行运动模型,研究设计了基于自主切换的无人机航向跟踪控制律。建立了无人机运动的数学模型,设计了飞行控制系统结构,以及纵向、横侧向控制律和自主导航功能模块,实现了无人机的基本飞行控制和自主导航功能。通过仿真验证,该无人机具有比较理想的飞行航线跟踪和飞行航线切换能力,自主导航功能模块达到了预期的设计要求。     

某型自转旋翼无人机半实物仿真系统

针对某型自转旋翼无人机飞行控制,设计一种半实物仿真系统。介绍半实物仿真系统功能及组成、平台总体设计,详细论述系统硬件、软件设计,并对系统进行仿真试验。结果表明,该半实物仿真系统能真实地模拟自转旋翼无人机飞行控制系统运行环境,验证飞行控制系统逻辑功能及品质,缩短此型号的自转旋翼无人机研制周期。     

多无人机协同编队飞行设计方法

为解决军事对抗训练中作战飞机协同编队飞行进袭态势的构建问题,提出一种多无人机协同编队飞行设 计方法。采用单机个体路径跟踪控制与多机群体集中控制的综合设计方法,设计多无人机协同编队飞行总体架构, 建立多无人机之间的相对运动关系模型,给出飞行实施的控制策略,通过仿真实例验证了多机协同编队控制效果。 仿真结果表明：多无人机协同编队控制方式能够实现跟随机对领航机航迹的跟踪,可有效解决在3 维空间的编队 控制。     

基于双DSP 的高速无人靶机飞控系统设计

为提高对某型高速无人靶机的控制和管理性能,提出并实现以双DSP为核心的飞行控制系统设计方案.针对某型高速无人靶机的飞行特性和要求,DSP芯片之间采用异步通信方式进行数据传输,详细给出飞控系统的硬件组成和逻辑功能结构,介绍无人靶机飞行控制策略和软件设计,并进行半物理仿真试验.仿真结果表明:该飞行控制系统性能良好,逻辑合理,能很好地满足高速无人靶机飞行的要求,具有一定工程意义.     

一种倾转四旋翼无人机及其过渡段姿态控制

为解决常规四旋翼无人机前飞速度慢、续航时间短、固定翼飞行器无法垂直起降和悬停的不足,设计一种小型倾转四旋翼QTR(quad tilt-rotor)无人机.建立QTR无人机的动力学模型,针对该无人机的过渡段姿态控制特点设计基于鲁棒伺服 LQR 控制理论的姿态控制器,针对 QTR 由垂直模式切换水平模式的过渡阶段设计控制策略,并通过仿真实验,对比传统控制方法进行验证.仿真结果表明:该无人机既兼顾传统四旋翼无人机的飞行功能,又能像固定翼飞行器一样进行长距离快速飞行.     

基于遗传算法的无人机自动机动攻击轨迹控制仿真研究

针对某型无人机,采用增量式PID控制规律,研究了无人机对地自动攻击的轨迹控制问题.首先,建立了被控对象无人机的数学模型,然后,在研究PID控制规律的基础上,提出了无人机飞行轨迹控制方案和增量式PID算法,并使用遗传算法对PID控制的参数进行优化求解,编制了仿真计算软件并进行了大量的仿真研究,最后对仿真结果进行了分析和比较,给出了相应的结论.     

UAV 组合导航半物理仿真系统设计与研究

为了验证GNSS／MLS／VNS／INS／RA构成的UAV五组合导航系统的航电综合、导航解算算法以及飞行控制律性能,设计了集机载导航传感器实物、物理效应器、飞行仿真系统、无人机地面站模拟系统、试验总控评估系统、视景与展示系统等的UAV导航与控制半物理仿真试验系统平台。平台能够考核组合导航系统的性能和功能。     

基于自适应控制器的无人机飞行控制系统研究

针对一种大展弦比、V形尾翼常规布局小型无人机,在低空低速大扰动条件下飞行的飞行控制策略进行了研究.对无人机运动状态建模分析,设计了一种自适应PID控制器,采用六自由度非线性运动模型进行控制率的仿真验证,并将算法融合在定姿、定高和定航迹跟踪飞行控制实验中.仿真及实际飞行实验结果表明,所设计的自适应PID控制器有效的抑制了大扰动条件下对飞机姿态、位置的影响,满足了飞行任务的需求,并获得了良好的动态性能指标.     

无人机通用实时半物理仿真系统设计与应用

为了满足对无人机飞控系统有效性验证的需求,设计一种基于嵌入式PC104平台、QNX实时操作系统的通用半物理仿真系统.介绍了半物理仿真系统的硬件、软件和系统处理流程,分析了各个结构的模型设计,并对仿真机的软、硬件进行重新设计.分析结果表明:该系统不仅可对直升机飞控进行仿真,也可对定翼机飞控进行仿真,满足飞控的实时仿真需求,并已在多款无人机型号上得到实际验证.     

无人机数据采集仿真接口的实现

数据采集接口是无人机飞控半物理仿真中必不可少的部分。详细叙述数据采集仿真接口的实现,重点介绍编写接口S-Function与tlc的方法,并给出数据采集接口在无人机飞控半物理仿真中的应用。实践表明:该数据采集接口可成功应用于无人机飞控半物理仿真,降低了仿真难度,并且在仿真代码的质量、使用内存、运行速度等多方面具有比较优势。     

小型化无人机实时飞行仿真系统结构设计

针对现有飞行仿真设备不能满足小型化、集成化设计要求的问题,设计一种基于MPC565的小型化无人机实时飞行仿真系统。从无人机实时飞行仿真系统入手,分析了以往仿真系统存在的不足,从硬件系统和软件系统2部分分别对小型化的无人机实时飞行仿真系统结构进行研究,设计出了基于小型化硬件系统的软件系统,并进行实时飞行仿真,使得某新型无人机在自主导航状态下飞行成功。仿真结果证明:该仿真系统稳定可靠、操作简便,很好地满足了仿真过程的实时性需求。     

基于光流的无人机自主着陆控制策略

为解决无人机自主导航过程中自主着陆时难以满足特征识别条件的问题,提出一种基于光流的高度估计及自主着陆控制策略.依据无人机高度和垂直速度的关系,建立状态空间模型,通过模拟着陆,采用小扰动线性化系统模型,分析在恒定光流散度着陆过程中自激振荡的发生.仿真结果表明:控制增益给定的情况下,控制回路的稳定性仅取决于对地高度,当接近地面时,控制回路出现自激振荡,此时机载设备可以检测到震荡,并计算出高度.     

不确定信息条件下先进UAV综合效能评估方法

为解决UAV效能评估准则权重信息不确定条件下的效能评估问题,提出一种不确定信息条件下先进UAV综合效能评估方法.基于UAV的自主控制能力,建立更加综合的UAV效能评估模型;通过分析UAV的侦察效能、攻击效能和自主控制效能,对该评估方法进行验证,并利用Matlab仿真实验进行验证.仿真结果表明:该方法计算方法简单、分析结果直观、简洁,具有一定的有效性和适用性.     

小型无人机飞行控制系统硬件设计

针对传统单片机飞行控制系统的不足,设计一种适用于小型无人机的飞行控制系统。制定了技术和功能指标,以TMS320F28335芯片为核心,集成了GPS和传感器,并进行少量外部接口扩展,保证了数据通信的实时性和可靠性,实现了小型无人机的自主控制。实验结果表明:该系统成本低、体积小、功率小,可为小型无人机的设计与应用提供参考。     

无人机地面测控软件

为满足对无人机飞行的实时监控以及后期数据处理分析的需要,并能给予地面测控人员更真实的飞行控制直观感受,开发一种基于中央操纵杆的无人机地面测控软件。基于VC++,结合实际物理设备,分析该软件的总体结构设计,介绍地面测控软件的人机界面,给出地面测控软件的遥控遥测模块功能的设计与实现,并进行无人机地面仿真试验。仿真试验结果表明:该软件正确合理,满足设计要求,已用于实际无人机飞行项目中。