三維姿態(tài)實時顯示的小型無人機飛控仿真系統(tǒng)

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1、萬方數(shù)據(jù)第34卷第l期2015印1，J實驗室研究與探索RESEARCHANDEXPLORATl()NINI。ABORATORYV01．34NoJan．2015·專題研討——虛擬仿真實驗(17)·三維姿態(tài)實時顯示的小型無人機飛控仿真系統(tǒng)張云洲1，胡禹超‘，吳成東1，宋云宏2(1．東北大學信息科學與T程學院，遼寧沈陽110819；2．奧維通信股份有限公司，遼寧沈陽110179)摘要：本文設計并實現(xiàn)了一種小型無人機飛行控制仿真系統(tǒng)，規(guī)劃了合理的系統(tǒng)架構(gòu)，由在環(huán)程序、飛行動力學模型、地面站程序及三維可視化顯示等部分共同構(gòu)成仿真系統(tǒng)。針對實際問題，提出了飛行姿態(tài)的三維直觀顯示、動力學仿真模擬的方法，結(jié)

2、合硬件在環(huán)和軟件在環(huán)等兩種方式建立了數(shù)據(jù)鏈路，構(gòu)建了三維飛行器模型并導入仿真系統(tǒng)仿真與實際飛行數(shù)據(jù)表明，所構(gòu)建的仿真系統(tǒng)能夠很好地滿足小型無人機姿態(tài)控制和飛行仿真，實現(xiàn)了較高的精度和良好的實時性。關鍵詞：無人機；飛行控制；仿真系統(tǒng)；三維姿態(tài)；數(shù)據(jù)鏈路；在環(huán)程序中圖分類號：TP391．9；V249．4文獻標志碼：A文章編號：1006—7167(20l5)0l一0073—06SimulatiOnSyStemfOrUnmannedAerialVehiCleBasedOnRea

3、-time3一DPOStUreDiSplay●■一擘1-I，—、tZ刪～Gy“凡一z^o∥，HUy“一c^no。，彤UC^

4、e，zg—d07增1，．sO，vGh￡，卜^o凡92(1．College()fInformationScienceandEngineering，NortheasternUniversity，Shenyangl0819，China；2．AoweiCommunicationCo．，LI(1．，Shenyang110l79，China)Abstract：ThispaperdesignedandimplementedasmaIlⅡy—controlsimulationsystem．Thefun(1amentalpartsofthesystemcontainedin—loopprogram，night

5、dynamicsmodeland3一Dvisualdisplay．Aimingatrealproblems，weproposedsomemethodsfor3一Ddisplayofnight—postureanddynamicssimulation，huilt(】ata1inkswithsuchwaysashardware‘in—loopandsoftware—in—loop，andbuiltthe3一Dairvehi(’lem()delwhichwasembed(1edintothesimulationsystem．Ac(：ordingtothesimulationandrealfligh

6、tdata，thepr()posedsimulationsystemcouIdmeettherequirement()fattitudecontrolan(1nightsimulationofsmallUAVwithhigha(：(：uracyandg(】odreal—timepeI’f．0rman(!e．Keywords：unmannedaerialvehicle；nightcontrol；sinlulati()nsystem；3一Dposture；datalink；in—loopprogram0引言由于在機體、燃料消耗、操縱訓練、后勤維修等方面優(yōu)于有人駕駛飛機，并具有更強的機動性、適應性

7、和收稿日期：2014—05一13基金項目：圍家自然科學基金資助IⅢU(61273078)；巾圍博士=后科研堆金(2012M511164)；教育部高?；蕔科研業(yè)務費項

8、l(N130404023)作者簡介：張云洲(1974一)，男，河南澠池人，博I'副教授，研究方向為智能機器人／無人機、嵌入式視覺、多媒體傳感器嘲絡，Tel．：l3940101976，024—8368776l；K—mail：zhangyunzhou@hntlu．edI】．1-n生存力，無人機(unmannedAerialVehicle，uAV)在軍事和民用等領域獲得了廣泛應用。作為無人機系統(tǒng)研制的關鍵設備之一，飛行仿真系統(tǒng)可用來

9、設計無人機控制律，驗證飛控系統(tǒng)性能及可靠性，為系統(tǒng)開發(fā)提供支持，閃而受到了高度重視。?。國內(nèi)外研究機構(gòu)對無人機仿真系統(tǒng)的研究，主要集中在軟硬件平臺、飛行動力學仿真、地面站構(gòu)建、E行姿態(tài)分析、數(shù)據(jù)測試等方面。文獻[1]中構(gòu)建了一個基于PC機的無人機仿真系統(tǒng)，集合r無人機動力學模型和數(shù)據(jù)／曲線分析功能，著重于控制策略的研究。文獻[2]巾提出以全數(shù)字模式支持飛行控制率的驗證，并設計了’兩種相關聯(lián)萬方數(shù)據(jù)74實驗室研