小型無人機控制與仿真環(huán)境快速原型設計技術研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)作為無人機的核心設備，負責無人機的自動駕駛和任務執(zhí)行，保證自主飛行的安全穩(wěn)定。隨著無人機在軍事和民用領域的廣泛應用，無人機功能多樣性和性能穩(wěn)定性要求的不斷提高，使得無人機飛行控制系統(tǒng)變得越來越復雜，基于文本規(guī)范的傳統(tǒng)的飛行控制系統(tǒng)開發(fā)方法越來越難以滿足開發(fā)周期短、成本低的要求。本文研究了一種利用快速原型設計技術開發(fā)無人機飛行控制系統(tǒng)的方法，使飛行控制系統(tǒng)能快速進行實時仿真和半物理仿真，加快開發(fā)進程，減少成本預算。
　　

2、首先，在對比傳統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)開發(fā)方法和快速原型開發(fā)方法優(yōu)缺點的基礎上，介紹了無人機飛行控制系統(tǒng)快速原型設計的流程。根據(jù)快速原型設計技術在飛行控制系統(tǒng)設計上的應用特點，設計了基于FlightGear的仿真環(huán)境，配合飛行控制系統(tǒng)實現(xiàn)PC在環(huán)的實時仿真和半物理仿真。
　　然后，給出了飛行控制模型的整體設計方案，并對各個功能模塊進行設計和實現(xiàn)，建立了Simulink中的飛行控制模型。利用MATLAB的快速原型設計工具Real-Time W

3、indows Target將飛行控制模型轉化成快速控制原型，進行 PC在環(huán)的實時仿真，實現(xiàn)開發(fā)初期的系統(tǒng)驗證。利用MATLAB的嵌入式代碼生成工具Embedded Coder將飛行控制模型轉化成飛行控制代碼，經(jīng)過平臺移植形成能在飛行控制計算機上運行的飛行控制軟件。
　　最后，在半物理仿真環(huán)境下進行無人機全過程飛行仿真，對飛行控制系統(tǒng)自主導航、指令導航、人工導航三種導航方式進行了半物理仿真驗證。驗證結果表明：飛行控制系統(tǒng)實時性好，功