無(wú)人飛行器飛行控制系統(tǒng)半物理仿真研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代飛行器的核心組成部分,是一種具有自主導(dǎo)航、自動(dòng)飛行控制、飛行任務(wù)規(guī)劃能力的綜合系統(tǒng),對(duì)保障無(wú)人飛行器穩(wěn)定自主飛行起著至關(guān)重要的作用。這就要求設(shè)計(jì)人員對(duì)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行完善的開(kāi)發(fā)和測(cè)試,確保無(wú)人飛行器的技術(shù)狀態(tài)能夠滿足各類飛行任務(wù)。為了縮短研制周期、降低成本,在飛行控制系統(tǒng)應(yīng)用到飛行器上之前,需要利用實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。
　　首先建立了涵道共軸旋翼無(wú)人飛行器的飛行動(dòng)力學(xué)建模,完成了Matlab/S

2、imulink飛行動(dòng)力學(xué)仿真模型的搭建,得到了相關(guān)狀態(tài)下的小擾動(dòng)線化模型,對(duì)其操穩(wěn)特性進(jìn)行了分析,為飛行控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)提供了必備的被控對(duì)象。
　　其次,進(jìn)行了仿真平臺(tái)的總體設(shè)計(jì),完成了飛行控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),對(duì)飛控計(jì)算機(jī)和機(jī)載通信設(shè)備等組成部件進(jìn)行了分析,落實(shí)了STM32和PC104處理器各自承擔(dān)的任務(wù),PC104處理器負(fù)責(zé)控制律解算,STM32處理器以串行通信方式實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互。
　　再者,使用Simulink/

3、RTW工具進(jìn)行了飛行控制律設(shè)計(jì)和代碼生成,結(jié)合VxWorks/Tornado工具將飛行控制律代碼編譯、下載到目標(biāo)機(jī),即飛控計(jì)算機(jī),通過(guò)外部模式,可在宿主機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)視飛控計(jì)算機(jī)運(yùn)行和參數(shù)調(diào)整。應(yīng)用C＃完成了被控對(duì)象模型及任務(wù)科目等程序設(shè)計(jì),構(gòu)成仿真控制臺(tái),實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)解算、飛行科目規(guī)劃、仿真流程控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和串口數(shù)據(jù)交互各功能模塊。
　　最后,構(gòu)建了以飛行控制系統(tǒng)硬件和仿真控制臺(tái)為核心的半物理仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)了多種飛行科目,進(jìn)行了