基于RTX的無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、飛行仿真系統(tǒng)是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)研制與地面驗(yàn)證的關(guān)鍵平臺(tái)之一，對無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)功能與性能指標(biāo)的確認(rèn)至關(guān)重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，PC機(jī)的硬件性能已滿足大部分仿真計(jì)算的硬件要求。因此，為了提高通用性并減少仿真軟件的開發(fā)和使用難度，本文以PC機(jī)和基于Windows操作系統(tǒng)的RTX實(shí)時(shí)擴(kuò)展系統(tǒng)為軟硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種實(shí)時(shí)無人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)。論文主要的工作和研究成果如下：
　　無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行仿真系統(tǒng)硬件采用了兩臺(tái)PC計(jì)算

2、機(jī)，包括一臺(tái)DELL筆記本計(jì)算機(jī)和一臺(tái)DELL臺(tái)式計(jì)算機(jī)；將飛行仿真軟件按功能進(jìn)行模塊劃分到不同計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)上，達(dá)到模塊化、通用化、便于維護(hù)的目的；兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口相互連接，實(shí)現(xiàn)信息交互。
　　論文首先建立了樣例無人機(jī)六自由度非線性數(shù)學(xué)模型。在對執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，建立了適用于仿真計(jì)算的典型數(shù)學(xué)模型。針對無人機(jī)飛行環(huán)境進(jìn)行分析研究，建立了典型的大氣擾動(dòng)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)無人機(jī)六自由度模型的仿真實(shí)時(shí)性與精度要求

3、，對四種典型的仿真算法進(jìn)行分析研究，確定了可選用的仿真算法和仿真功能。
　　其次，對RTX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行研究，針對實(shí)時(shí)飛行仿真的特點(diǎn)與要求及進(jìn)行了實(shí)時(shí)性測試，為實(shí)時(shí)仿真軟件設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)時(shí)飛行仿真軟件的功能與性能，開展仿真軟件的需求分析研究，給出了軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)方案。以此為基礎(chǔ)，對 RTX下的實(shí)時(shí)仿真軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，論述了軟件的詳細(xì)開發(fā)過程。根據(jù)無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行仿真系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)間信息交互的功能與性能需求，本文分別設(shè)計(jì)了基