基于PC104+VxWorks的無人機仿真系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn).pdf

1、為驗證飛控軟件的操作性能指標(biāo)和可靠性，需經(jīng)過全數(shù)字仿真和半物理仿真兩個階段。全數(shù)字仿真主要解決控制律算法的設(shè)計和調(diào)參問題，以最終滿足飛控系統(tǒng)的設(shè)計要求。半物理仿真是在地面實驗條件下，盡量真實地模擬飛行控制系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的工作情況，將真實的飛行控制器接入，驗證控制律的軟件設(shè)計的正確性和可靠性，驗證控制軟件各個模態(tài)轉(zhuǎn)換的可靠性和故障處理的能力。 這樣，就需要將無人機的模型系統(tǒng)從全數(shù)字的設(shè)計階段轉(zhuǎn)換到半物理仿真階段，往往都要面對代碼開發(fā)

2、量大的問題，同時還要考慮可靠性、實時性。 對此，本文提出了在目前較流行的VxWorks實時多任務(wù)操作系統(tǒng)平臺下利用Simulink的RTW功能去輔助無人機仿真系統(tǒng)的開發(fā)。這樣一來，即可充分地利用上VxWorks操作系統(tǒng)多任務(wù)的靈活特性和強大的實時性能，同時也充分利用了RTW的轉(zhuǎn)化功能去形成經(jīng)過優(yōu)化的、針對實時性應(yīng)用的仿真模型模塊。然后，將這個模塊通過VxWorks靈活的交叉開發(fā)調(diào)試系統(tǒng)下載到VxWorks系統(tǒng)中去加載和運行。在此

3、基礎(chǔ)上，本文還深入研究了RTW生成模塊的變量存儲策略，并以此設(shè)計了對應(yīng)的方案去良好地解決了RTW生成模塊和開發(fā)者自編的外部模塊在數(shù)據(jù)上互動的問題，并成功地運用到了課題項目中。最后，在建立好的仿真平臺上接入飛行控制律驗證了整個仿真系統(tǒng)。并對其中的誤差問題給出了較為深入的分析。 本文針對VxWorks的配置、模型的RTW轉(zhuǎn)換、模塊數(shù)據(jù)互動的問題以及誤差的改進作了較深入的研究和開發(fā)；分析了仿真平臺的總體方案和無人機模型的數(shù)學(xué)方程描述；

4、研究了在PC104平臺上VxWorks及其BSP和驅(qū)動的配置開發(fā)，深入研究了其下串口驅(qū)動的開發(fā)。 在此基礎(chǔ)上，利用Matlab/Simulink/RTW及其C-MEX格式的S-函數(shù)功能完成了Simulink模型的轉(zhuǎn)換，同時設(shè)計了良好的方案解決了RTW生成模塊和外部模塊的數(shù)據(jù)交互問題。最終成功地完成了仿真平臺的開發(fā)工作。 最后，在建立好的平臺上結(jié)合了外部的飛控模塊進行了整個仿真平臺的運行驗證。同時，討論了誤差的問題，并給出