【摘 要】
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仿真技术对无人机飞控系统的研究及测试具有重要的作用。但是,传统飞行控制系统仿真中,从全数字仿真到半物理仿真的过渡过程,往往面临信息交流困难、代码开发量大的问题。针
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仿真技术对无人机飞控系统的研究及测试具有重要的作用。但是,传统飞行控制系统仿真中,从全数字仿真到半物理仿真的过渡过程,往往面临信息交流困难、代码开发量大的问题。针对这一问题,本文研究基于RTAI-Lab工具链和嵌入式实时Linux系统,构建飞控系统仿真平台。首先,建立了数字仿真平台。该平台由飞控仿真模型和飞行仿真模型组成,飞控仿真模型基于有限状态机原理,利用Stateflow工具构建;飞行仿真模型以某型无人机动力学模型为背景,利用Simulink模块构建;另外,在理论上分析了发射阶段无人机的受力情况,并建立了起飞发射段数学模型。其次,采用主机-目标机的方式实现了快速原型化开发环境。在目标机CF卡上,利用Linux 2.6内核和Linux实时扩展RTAI,开发了嵌入式实时Linux系统;在主机上,构建了RTAI-Lab工具链,该工具链作为飞行控制快速原型化的软件环境。再次,建立了飞行控制快速原型仿真平台。利用Stateflow Coder编译RTW目标,飞控仿真模型自动生成RTAI-Linux目标程序;在Linux用户空间,利用LXRT开发了串口实时通讯程序,并将其嵌入至RTAI-Linux目标程序中,解决了快速原型仿真过程中目标程序与飞行仿真机间数据交互访问的问题。本文仿真平台实现了仿真系统开发的自动化,具有快速、灵活、低成本的特点,满足无人机飞行控制仿真系统开发要求。
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