基于ISA总线的无人机三轴仿真转台控制系统的设计

现代飞行控制系统研制过程中，飞行仿真试验是必不可少的重要步骤。三轴仿真转台则是半实物飞行仿真试验系统中最关键的设备，它用来真实复现飞行器在空中飞行时的角运动。目前，现有的三轴仿真转台不满足新型无人机仿真的特殊要求。本文介绍了一种适用于无人机仿真实验的三轴仿真转台控制系统的基本组成、总体设计及关键技术研究。     

小型无人机飞控系统半实物仿真平台实时性研究

实时仿真是半实物仿真的基本要求。为了评价某小型无人机飞控系统半实物仿真平台的实时性,提出了实时性的评价指标,研究了仿真平台各组成部分对实时性的影响,并给出了实验数据。该数据对评价无人机飞控系统半实物仿真结果的可信度有一定参考价值。     

无人机六自由度飞行建模与仿真研究

鉴于无人机在军事和民用领域广泛的发展,用数字仿真的手段可以验证无人机在特定条件下是否达到了飞行品质的要求,进而进行半实物仿真,最后进行飞行试验。通过飞行仿真可以缩短无人机的研制周期,降低研制经费和风险。无人机六自由度飞行仿真建模研究对无人机系统的初期研究和后期模拟训练器的研制都起着重要的作用。课题组利用Simulink工具进行了无人机六自由度飞行建模仿真研究,所建立的无人机的六自由度空气动力学模型既可以进行纯数字的仿真试验,也可以为后续研制高逼真的无人机模拟训练器中无人机动力学模型设计打下基础。     

某型无人机地面站导航台的设计与实现

为了给地面站操纵人员提供无人机当前所处的位置及飞行参数信息,对无人机进行导航,使无人机能够安全稳定地飞行,文章参考人机界面开发原则设计实现了无人机地面站导航台;导航台以LabWindows/CVI为软件基础开发平台并采用MapX组件技术,实现了无人机航迹规划、飞行位置实时跟踪及飞行航迹显示等功能;经半实物仿真实验测试,结果表明导航台的设计达到了系统功能要求,能够高效、正确地完成各项导航任务。     

基于Multigen的无人机任务飞行仿真系统

介绍基于Multigen仿真软件Multigen Creator, Creator Terrain Studio和Vega Prime的无人机任务飞行仿真系统,在Vega Prime中建立无人机的飞行控制运动函数,实现无人机模型在虚拟仿真场景中的六自由度运动。基于.NET 2003环境下多线程编程技术和SBS网络数据传输,实现该系统的实时应用。仿真结果表明该系统能较好地模拟无人机作战飞行任务。     

半实物仿真双机系统时钟同步问题的解决方法

该文提出了在飞行控制系统半实物仿真试验中,仿真计算机与飞行控制计算机时钟同步问题对整个半实物仿真试验结果的影响.对双机系统半实物仿真试验状态做了简要介绍;并就在半实物仿真试验中解决双机时钟同步问题的几种方法进行探讨.两台计算机时钟同步问题的解决,将大大提高半实物仿真试验结果的可信度及精度.     

基于uC/OS的无人机仿真系统设计与实现

为了在地面设计无人机控制律,验证无人机飞控系统工作性能,本文设计与实现了基于uC/OS嵌入式操作系统的无人机仿真系统.该仿真系统由飞行仿真PC上位机、地面控制站PC机和控制下位机组成.能够模拟航迹规划,指令发送和无人机跟踪航迹飞行全过程.仿真实验表明该仿真系统能有效模拟无人机系统工作过程,能够为无人机系统开发提供支持.     

基于模型的四旋翼无人机半实物仿真平台研究

为了降低在真实飞行器上测试新的控制策略时所存在的设备损坏风险,对四旋翼无人机的控制器和半实物仿真实验平台进行了开发和介绍;首先,分析了四旋翼无人机基本结构和飞行原理,并对其进行了动力学建模;其次,设计了对应的常规PID控制器和滑模控制器,并进行了Matlab仿真对比和分析;最后,展示了采用先进的基于模型的设计方法和代码自动等技术的半实物仿真实验平台,并详细介绍了其硬件和软件的总体架构和不同模块的配置;仿真结果表明所设计滑模控制器相比于PID控制器有更好的控制效果,并给出了其在半实物仿真平台上用来研究四旋翼无人机姿态控制的可行性。     

基于xPC的飞行控制系统半实物仿真设计

利用Matlab的xPC目标工具在仿真回路中引入飞控计算机、传感器等实物部件,设计了某型飞机飞行控制系统的半实物仿真系统.根据飞行控制系统的原理特点设计了数据采集卡与信号转换处理电路,并在VC 6.0环境下对系统软件进行了编制.仿真结果表明:该半实物仿真系统具有较高的仿真置信度和可靠度.     

无人机实时飞行仿真系统的时滞补偿方法

针对无人机半物理仿真系统的模拟运动滞后问题,在分析无人机模型和飞行仿真转台模型的基础上,提出一种新的飞行仿真系统构建方案.基于自适应逆控制和李亚普洛夫函数,设计了能够补偿运动滞后的数字控制器.将原始无人机模型与数字控制器进行联合计算,获取无人机修正模型的输出,完成了对仿真运动滞后的补偿.仿真结果说明了时滞补偿方案的有效性.     

Vega开发无人机模拟飞行视景系统

"某型无人机模拟飞行系统"是一个用于模拟无人机飞行的全任务试飞仿真系统,而视景系统作为整个仿真系统的终端显示平台,其开发的优劣直接影响到整个系统的综合性能;针对传统视景系统建模周期慢、仿真效果差等特点,提出了一种利用仿真软件Vega开发视景系统的方法,使用Creator中的"贯通面"、LOD、DOF技术建立了逼真的无人机和地景模型,Lynx搭建底层模型文件,基于MFC的Vega编程控制无人机位姿、视点、舵面偏转等,至此完成无人机视景系统的驱动;无人机试飞实验证明,该视景系统取得了比传统视景系统更好的效果。     

无人机飞行仿真系统多智能体建模分析与应用研究

无人机飞行仿真系统包含多个功能模块,采用多智能体(multi-Agent)技术研究无人机飞行仿真系统,分析并建立基于多智能体的飞行仿真系统的层次结构和运行机制,进而利用智能体对无人机仿真模型的各子模块模型运行过程进行建模,最后在JADE环境下建立了多智能体无人机飞行仿真系统的实例模型.这种方法可以通过仿真模型各子系统智能体之间的交互来完成无人机飞行仿真系统中飞行仿真的主要功能,从而满足无人机模拟训练系统的设计需求,在无人机模拟训练系统研究中具有广阔的应用前景.     

存在视觉盲区的小型无人机群自主控制

小型无人机自身负载小,所能携带的通信设备比较有限,可以安装鱼眼镜头作为相互之间的视觉通信设备以扩大无人机的可视范围,但鱼眼镜头仍然存在视觉盲区。为了解决这一问题,论文提出了存在视觉盲区的小型无人机群自主控制算法。论文的主要思想是,首先,对无人机的飞行时的运动状态进行分析,进而建立其飞行时的运动学方程;其次,针对无人机飞行时所存在的视觉盲区,设计了代价函数对其进行刻画;然后利用一致性的方法,解决了无人机群飞行时的速度一致性问题。最后通过仿真验证了该算法能够使无人机逃离彼此的视觉盲区并且按照相同的速度飞行。     

四旋翼无人机控制系统仿真设计

四旋翼无人机是一种性能优越的垂直起降无人飞行器,能够实现悬停、低速飞行、垂直起降等功能,在军事和民用方面具有重要价值。针对四旋翼无人机的控制系统设计问题,首先分析介绍了四旋翼无人机飞行原理,对其建立动力学模型和运动学模型,然后进行了基于PID控制的控制系统设计,控制系统采用四通道、多闭环的控制结构,包括无人机的姿态控制与轨迹控制。在MATLAB中进行无人机控制系统仿真实现。仿真结果表明,本文所设计的控制系统,能够有效地实现四旋翼无人机的姿态控制、轨迹控制,具有良好的控制精度与响应速度。     

基于GPS仿真器的无人机导航系统半物理仿真研究

讨论了无人机导航半物理仿真系统中GPS仿真器的设计方法;根据GPS接收机输出信息的特点和WGS-84与各种坐标系的转换关系,将飞机模拟系统解算得到的无人机位置信息转换成与之对应的GPS信号传输到导航链路,用于无人机航迹控制;根据导航飞控系统功能的要求,构建了一个半物理仿真平台来验证此系统,试验结果证明了采用模拟GPS仿真器完全可以对导航软件的功能进行有效的验证,并达到了预期设计要求。     

无人机遥控遥测软件地图功能的实现

介绍了一种地图功能的实现,遥控遥测软件可以利用地图功能显示无人机仿真过程的飞行航线.本文对仿真系统结构、遥控遥测软件结构以及地图知识作了简要的介绍,并详细讲述了栅格地图实现的地图功能.该功能已经成功应用在某型无人机仿真中.     

基于MPC的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统

目前研究的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统跟踪过程不稳定,导致跟踪结果不准确;为此基于MPC设计了一种新的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统.通过空中飞行控制器、地面控制器和人工干预器实现了无人机航线的跟踪控制;空中飞行控制器包括GPS导航定位模块、姿态评估模块(MTI)、飞行控制系统计算机,显示模块等;地面控制器探测周围飞行环境,规避障碍物、规划安全航线,传输至空中自主飞行控制系统,包括无线通讯的数据连接电路和地面终端控制模块;人工干预模块能对飞行过程中发生的意外情况进行人工干预以避免突发情况造成危险;以VS2010为开发环境,利用C++软件设计软件流程;利用MPC多变量控制策略,以最优动态轨迹为控制目标,获取无人机的实时飞行状况,设定航线规划流程,实行航线动态规划;实验结果表明,所设计的无人机航迹跟踪控制系统稳定性较好,跟踪控制结果与预期的跟踪控制曲线重合度更高,平均误差控制在1 cm以内.     

无人机自主空战战术决策仿真系统设计与实现

为满足无人机自主空战战术决策方法研究的需求,设计开发了一套用于战术决策算法验证的仿真系统。根据OODA空战理论提出了仿真系统的功能要求,设计了仿真系统的工作原理、多层次模块化的技术方案和各功能模型之间的数据交互关系。采用基于DDS的分布式仿真技术开发了仿真系统的整体架构,建立了无人机、雷达和导弹等核心模型,通过C++编程完成了仿真系统开发。实验结果表明,该仿真系统模块化程度高,数据交互的实时性和稳定性强,能够为无人机空战战术决策算法的开发和验证提供高效可靠的支撑。     

无人机三维视景仿真系统实现

无人机传统地面站系统数据回显主要采用二维数字和图表曲线形式,操作人员不能对在三维空间内飞行的无人机的飞行状态有一个直观的感受。为了配合无人机地面站操作系统,以某新型无人机为应用背景,结合虚拟现实技术的相关理论,论述了在无人机地面站系统上加入三维视景部分。该系统在无人机飞行仿真的基础上,基于Creator和Vega软件,构建了无人机弹射起飞、巡航飞行的场景,实时动态地再现了无人机飞行的全过程,最后给出了系统的实施效果,仿真效果理想。