无人机训练仿真系统中面向对象技术的应用

该文研究了虚拟训练仿真系统开发中面向对象建模技术的应用问题。文章结合无人机虚拟训练系统的开发，以控制导航系统为例，从对象模型、动态模型和功能模型三个方面讨论了OMT方法在具体应用的实现方法。设计完成的虚拟训练系统既可用于训练无人机操纵人员操纵技术，也可以作为大型分布式训练仿真系统的一个子模块参与合成训练。     

微型旋翼无人机的磁操纵研究

磁操纵是微型无人机领域的一种新型控制方式,通过外界磁场的改变控制无人机的稳定。本文设计了一种磁动力控制微型旋翼飞行器,采用方形Helmholtz线圈产生匀强磁场来控制该飞行器的稳定,采用方形Maxwell线圈产生均匀梯度的磁场来控制飞行器的运动。在此基础上设计了框架式的磁场生成系统,该飞行器在框架之中飞行。经过理论计算及仿真,设计的磁场生成系统可以产生满足要求的磁场控制该飞行器使其稳定,进而沿水平方向运动。     

基于任务设备模拟的新型无人机训练模拟器研究

为了克服现有无人机训练模拟器独立于无人机系统,训练环境不能与系统测试环节相结合的不足,提出并设计实现了一种新型的基于任务设备模拟的训练模拟器;首先给出了新的架构和信号传输方式,其次给出了飞机模型、任务设备模型的实时化运行处理方法及过程,最后给出了场景编辑器的主要功能与视景的运行效果;运行过程中视景显示帧频稳定在70帧/秒,仿真步长20ms,稳定运行时间大于5小时;结果表明新型训练模拟器在满足训练要求的同时又完成了多个子系统的测试,一举多得;该训练模拟器成功应用干某型号无人机系统中,满足实际工程的需要.     

基于深度强化学习的无人机飞行控制训练系统构建研究

无人机智能化训练过程需要与实际环境进行交互，设计基于X-Plane的深度强化学习训练系统，可以实现无人机飞行控制、空战仿真推演、智能算法评估功能，同时系统实现采用DDPG算法的F-18战斗机平稳飞行试验，形成一套完整的无人机智能化训练仿真系统。     

飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研究

虚拟现实技术和仿真技术是模拟器研究中的关键技术。该文针对某型飞机飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研制，以构建三维座舱仪表、驾驶仪操纵台、飞机运动特性和惯导模拟器为目标，采用面向对象的软件建模思想、模块化的软件设计思想和多种相关技术，设计实现了“飞行控制与惯性导航仿真训练系统”。该系统是一个既能训练飞行员熟悉操作环境和操纵飞控系统控制飞机飞行，又能训练领航员熟练操作惯导及领航技能的软硬件结合的综合仿真训练系统。文章对系统的设计原则、功能、构成及实现方法进行了阐述，给出了测试航线图，并实现了与其他模拟器的组网对接。     

基于DirectX的无人机三维虚拟飞行仿真系统开发

建立无人机三维虚拟飞行仿真系统对于无人机的设计、研制与操纵培训具有重要的意义.介绍了一种低成本的基于PC机的无尾式无人机实时三维虚拟飞行仿真系统,对建模与仿真、DirectX、数据库、面向对象编程等技术在可视化系统仿真领域的应用作出了积极的探索与尝试.介绍内容主要为三维仿真建模接口技术比较与采用、无人机飞行仿真系统模型组成与仿真算法采用以及如何运用软件工程概念开发无人机实时飞行仿真软件系统.     

基于OpenSceneGraph的无人机雷达载荷视景仿真应用研究

为了实现无人机视景仿真训练中合成孔径雷达（Synthetic aperture radar-SAR）载荷的仿真,本文采用开源仿真平台OpenSceneGraph（OSG）,设计一种SAR雷达图像仿真的方法。该方法在OSG的基础上,采用GLSLang（OpenGL Shading Language）渲染技术,解决雷达图像的渲染,并实现雷达图像的地面站显示。最后设计仿真流程并对该方法进行仿真验证。仿真结果表明,本文设计的方法能够实现无人机SAR雷达视景仿真的功能,为无人机雷达载荷视景仿真提供一种新的技术途径,并在某型无人机仿真训练中得到应用。     

某无人机侧向运动分析与控制律设计

研究了一种横侧向控制律的设计方法;建立了无人机侧向运动小扰动方程,分析了某无人机的侧向零极点分布特点;分析了该无人机的稳定性、开环传递函数和操纵特性,通过分析比较该无人机在X轴转动惯量增大10倍前后的副翼和方向舵控制效率的变化,提出了利用方向舵控制滚转,副翼滚转增稳的控制方法,解决了由于该无人机X轴转动惯量小,副翼操纵效率高,易导致侧向控制发散的问题;仿真结果显示设计合理可行,可应用于同类无人机的控制律设计.     

基于VC的无人机模拟训练系统软件开发

为了能够让无人机地面操纵人员熟悉无人机的操作,介绍了一种以VC++可视化语言为开发工具设计的一套模拟训练软件系统;软件基于模块化设计思想,采用串口通信和以太网两种通信方式;串口通信上,实现了故障指令代码的实时发送等功能;以太网通信上,很好地实现了与飞控地面站的通信;另外,本软件还可以实现训练评价和故障模拟等功能;最终将模拟训练系统与地面站以及飞控系统联调,系统运行良好,通信实时性很高,很好地完成了各部分功能,并具有很好的扩展性。     

超视距遥控无人机飞行控制台设计与实现

为了给无人机地面站系统操纵人员提供实时、准确、直观和形象的飞行信息,文章依据超视距遥控无人机的特点和人机交互界面设计原则,设计并实现了超视距遥控无人机飞行控制台;飞行控制台以嵌入了GL Studio控件的LabWindows/CVI为主要开发平台,采用UDP协议进行实时通信;项目测试表明飞行控制台的设计达到了系统指标要求,满足了地面站对飞行控制台的功能性需求。     

无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计

针对无人机飞行控制仿真环境以数据方式输出仿真结果不利于挖掘隐藏于数据中的本质特性的缺陷,借助虚拟现实技术的相关理论,设计实现基于无人机飞行控制仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现无人机飞行运动全过程,为研究无人机飞行运动规律提供直观的事实根据。阐述了无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计实现的目标,构造了系统结构并提出了三维视景系统的实现框架,对视景系统实现的主要技术进行了着重介绍,在视景系统的具体实现中对视景数据库设计、视景系统开发、视点切换、LynX Prim e和ACF配置文件、数据通信接口的具体实现进行了详细的论述。最后给出了系统的实施效果。     

高空长航时无人机系统的总体方案评价准则研究

在对有人驾驶飞机作战效能评估方法的分析研究基础上,建立了高空长航时无人机总体方案的一般评价准则及具体的数学评估公式;详细分析了影响高空长航时无人机侦察效能的总体性能参数,并在此基础上建立了侦察效能的评估公式;分析了当高空长航时无人机具备攻击能力时,影响其攻击效能的参数,在此基础上建立了攻击效能的评估公式;并运用该方法对“全球鹰”和“捕食者”两种长航时无人机的效能指数进行了定量评估,验证了该评估准则的可用性。     

具有JTIDS接口的无人机仿真系统

建立了一个具有联合战术信息分发系统接口的无人机仿真系统.在该系统中建立了某型无人机的动力学仿真模型,其气动系数均通过风洞试验获得,并采用单纯形调优法求取无人机初始状态;设计了控制无人机姿态和控制飞行轨迹的内外环控制系统模型;根据联合战术信息分发系统特性,采用模块化方法建立了联合战术信息分发系统接口,使操作员能通过仿真数据链对无人机动力学模型进行任务控制和状态监视.最后进行了虚拟任务仿真试验,结果表明该系统可以满足一定的战术任务需求.     

基于AVR单片机的空中机器人伺服系统

针对无人空中机器人伺服系统,论文给出了利用AVRATmega162单片机和Intel8254芯片实现多路脉宽调制(PWM)控制信号的采样和输出,并控制Futaba伺服电机的一种方法。通过采样一路PWM信号实现了自控与手控的软件无扰动切换,利用RS232串口实现飞控计算机对伺服电机的控制。经过在自行设计的空中机器人系统中的实际使用,取得了良好的效果。     

基于加速度补偿的无人机吊挂飞行抗摆控制

为了抑制四旋翼无人机（UAV）吊挂飞行中的载荷摆动,研究了一种新的基于加速度补偿的抗摆控制方法。首先,基于拉格朗日法建立了四旋翼UAV吊挂系统的非线性动态特性方程,并构建了能量函数来设计飞行控制系统,使四旋翼UAV跟踪参考轨迹;然后,利用吊挂载荷运动轨迹广义误差设计抗摆控制器,对四旋翼UAV进行加速度补偿以修正UAV的运动轨迹,进而抑制因四旋翼UAV快速运动造成的吊挂载荷摆动;最后,通过仿真对加速度补偿前后的UAV吊挂飞行控制效果进行对比分析。仿真结果表明,基于加速度补偿的飞行控制方法不仅能保证UAV吊挂飞行的平稳,而且能为飞行控制系统提供足够的稳定裕度。     

基于GPS、磁罗盘与大气数据计算机的无人机风估计

针对无人机实时航路规划及适应环境变化的自主能力发展需求,提出了一种新的风估计与空速校准的方法;该方法基于GPS接收机、大气计算机和磁罗盘等传感器实现;针对定常风模型,风速、风向能够利用地速、风速和空速之间的速度矢量三角形关系计算得到;采用无导扩展卡尔曼滤波(DEKF),估计风场信息以及真空速的比例校准系数;利用某型无人机数字仿真平台,在2D定常风条件下进行了全过程自主飞行仿真;仿真结果表明:该方法在航路跟随的直线段、转弯段均能准确估计。     

无人机飞控系统故障诊断专家系统设计

针对无人机飞控系统的特点和维护要求,本文介绍了MBIT故障诊断专家系统的设计思路和实现方法,构建了无人机飞控系统故障诊断专家系统的体系结构,深入研究了如何建立故障知识库,制定推理机制,组建综合数据库和故障解释等问题。并结合某型号给出了具体的示例。在工程实际应用过程中,可以利用本系统对无人机飞控系统进行有效维护。     

一种高吞吐量的无人机轨迹规划方法

无人机由于具有完全可控的移动性以及快速部署等优点,成为无线通信领域的研究热点。研究一种无人机支持的多播信道,利用无人机作为移动发射机向多个地面节点发送信息,在无人机的有限任务通信时间内,设计一种连续圆飞行轨迹方法。面向随机分布的多个地面节点,设定距离阈值对地面节点进行分组,通过求解新型旅行商问题确定无人机对各个分组的通信顺序,在满足无人机与地面节点通信覆盖需求的情况下,对圆心、无人机的飞行速度以及飞行半径进行求解,确定各个分组的圆形飞行轨迹,进而生成连续圆飞行轨迹。为实现吞吐量最大化目标,基于连续圆轨迹,在轨迹、功率一定情况下进行功率和轨迹优化,并通过交替联合优化无人机轨迹和功率以提高无人机对地通信系统整体性能。仿真结果表明,与基准方案相比,该方法系统吞吐量明显提高。     

基于MapX的无人机气象探测显示系统的设计与实现

利用面向对象设计语言VC+ +和ActiveX控件MapX设计开发了无人机气象探测显示系统,实现了无人机飞行航迹的电子地图显示、重要飞行参数的数据显示和气象参数的数据图形显示,可用于实时监视和事后回放分析.探讨MapX的二次开发技术,对MapX在类似系统中的开发有参考价值.     

无人机遥感发展与应用概况

在阐述无人机发展历程基础上,论述了无人机在遥感领域的应用理论发展以及在气象监测、资源调查、航拍测量和应对突发事件等方面的应用,归纳了目前无人机遥感研究存在的问题,展望了今后无人机遥感研究的热点和重点。