小型無(wú)人機(jī)控制與仿真環(huán)境設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)人機(jī)功能的增強(qiáng)以及控制精度的提高，飛行控制軟件的實(shí)時(shí)性和可靠性受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。完備的仿真測(cè)試環(huán)境是保證無(wú)人機(jī)飛行控制軟件安全的一個(gè)重要手段，它可以有效地驗(yàn)證飛行控制邏輯的正確性、檢測(cè)飛行控制系統(tǒng)中存在的缺陷，提高飛行的可靠性。鑒于此，本文以某樣例無(wú)人機(jī)為對(duì)象，設(shè)計(jì)開發(fā)了適用于小型無(wú)人機(jī)的控制與仿真環(huán)境。
　　本文首先分析了國(guó)內(nèi)外小型無(wú)人機(jī)常用的控制與仿真環(huán)境的組織架構(gòu)，給出了由控制軟件、三維視景仿真等模塊構(gòu)成的控制與仿真環(huán)

2、境的技術(shù)方案。然后,結(jié)合小型無(wú)人機(jī)控制與仿真環(huán)境的軟硬件特點(diǎn)，將μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)移植到基于MPC565的飛行控制系統(tǒng)后，開發(fā)了基于TouCAN控制器的CAN總線的底層驅(qū)動(dòng)模塊，構(gòu)建了飛行控制軟件的運(yùn)行環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)飛行控制軟件對(duì)實(shí)時(shí)性要求以及μC/OS-II運(yùn)行特點(diǎn)，按照模塊化設(shè)計(jì)思想，確定了飛行控制軟件任務(wù)優(yōu)先級(jí)的分配方案，開發(fā)了事件管理、遙控遙測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、控制律解算、導(dǎo)航制導(dǎo)等關(guān)鍵飛行控制軟件模塊，實(shí)現(xiàn)了樣例無(wú)

3、人機(jī)的飛行控制功能。接著，使用LabVIEW設(shè)計(jì)開發(fā)了飛行控制軟件與FlightGear軟件間的CAN通信接口軟件，實(shí)現(xiàn)了基于FlightGear內(nèi)置六自由度數(shù)字飛機(jī)模型的三維可視化仿真和基于遙測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的三維可視化仿真，解決了飛行控制系統(tǒng)的邏輯驗(yàn)證與綜合仿真測(cè)試等問(wèn)題。
　　最后，對(duì)樣例無(wú)人機(jī)的控制與仿真環(huán)境的自主飛行、指令飛行、人工飛行、故障處置、三維可視化仿真等功能進(jìn)行了半物理仿真測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：控制與仿真環(huán)境各項(xiàng)功能正