【摘要】：隨著無人機(jī)事業(yè)的飛速發(fā)展,無人機(jī)所擔(dān)負(fù)的功能不斷增加,用途越來越廣,研制任務(wù)也逐漸加大,而飛控系統(tǒng)作為無人機(jī)的控制核心,其工作情況直接影響到無人機(jī)的飛行性能,因此對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試、動(dòng)態(tài)檢測(cè)是非常關(guān)鍵且必要地,而目前條件下完成動(dòng)態(tài)測(cè)試所用到的仿真計(jì)算機(jī),其存在體積大、操作繁瑣等諸多不足,因此急需設(shè)計(jì)具有飛行仿真功能的半物理集成框架,該半物理集成框架在力求提高測(cè)試與仿真精確度的前提下兼?zhèn)湫⌒突�、便攜式且操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本文的主要工作如下:首先,論文通過對(duì)現(xiàn)有半物理仿真技術(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)劣比較,首次采用美國(guó)TERN公司生產(chǎn)的體積小、集成度高、性能優(yōu)異的586-Drive嵌入式微處理器為核心模塊進(jìn)行半物理集成框架的總體搭建,并完成相應(yīng)硬件模塊的底層驅(qū)動(dòng)開發(fā)與調(diào)試工作。其次,針對(duì)不同無人機(jī)在動(dòng)力學(xué)模型中氣動(dòng)力模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、慣量模型和重心模型不同的特點(diǎn),利用XML技術(shù)將上述模型建模時(shí)所用到的各系數(shù)做成以XML配置文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和讀取,并將其制成模板,實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的動(dòng)態(tài)加載,提高仿真平臺(tái)的通用性。再次,采用C++語(yǔ)言編寫無人機(jī)飛行仿真軟件,依據(jù)無人機(jī)氣動(dòng)力系數(shù)建立六自由度非線性氣動(dòng)力模型,通過對(duì)各種數(shù)值積分算法的比較,選擇阿當(dāng)姆斯法(ADAMS)對(duì)六自由度模型進(jìn)行積分解算,歸納各傳感器接口的仿真特性并建立相應(yīng)的模型,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)仿真。最后,利用C++Builder 6.0語(yǔ)言編寫地面仿真控制軟件,主要實(shí)現(xiàn)無人機(jī)初始狀態(tài)、初始條件、大氣環(huán)境及外力、力矩設(shè)置的加載,控制指令的發(fā)送以及飛行參數(shù)、舵偏角、大氣機(jī)數(shù)據(jù)等飛行仿真參數(shù)的顯示等功能。
[Abstract]:With the rapid development of unmanned aerial vehicle (UAV), the function of UAV is increasing, the use of UAV is more and more extensive, and the task of developing UAV is increasing gradually, and the flight control system is the control core of UAV. Its working condition directly affects the flight performance of UAV, so the static test of the flight control system is very important and necessary, and the simulation computer used to complete the dynamic test under the present condition has a large volume. Therefore, it is urgent to design a semi-physical integration framework with flight simulation function. The semi-physical integration framework has the advantages of miniaturization, portable and simple operation on the premise of improving the precision of test and simulation. The main work of this paper is as follows: firstly, through the analysis and comparison of the existing semi-physical simulation technology, the small size and high integration of the American TERN company are adopted for the first time. The 586-Drive embedded microprocessor with excellent performance is used as the core module to build the semi-physical integration framework and complete the low-level driver development and debugging of the corresponding hardware modules. Secondly, according to the different characteristics of aerodynamic model, engine model, inertia model and barycenter model of different UAV in dynamics model, The coefficients used in modeling are stored and read in the form of XML configuration file by using XML technology, and they are made into templates to realize the dynamic loading of model parameters and improve the generality of the simulation platform. Thirdly, the flight simulation software of UAV is programmed with C language. Based on the aerodynamic coefficient of UAV, the nonlinear aerodynamic model of six degrees of freedom is established, and the comparison of various numerical integration algorithms is carried out. The six-degree-of-freedom (6-DOF) model is solved by using the Ardenms method (ADAMS). The simulation characteristics of each sensor interface are summarized and the corresponding model is established to realize the UAV simulation. Finally, the ground simulation control software is programmed with C Builder 6.0.It mainly realizes the initial state of UAV, initial condition, atmospheric environment and external force, loading of torque setting, sending of control commands, flight parameters, rudder angle, and so on. The display of flight simulation parameters, such as the data of a large engine, is equal to other functions.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;V249

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本文編號(hào)：2443802