某無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)半實(shí)物仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)
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3．2 傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)
可以模擬GPS接收機(jī)、磁航向、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等傳感器特性，通過(guò)數(shù)字或模擬信號(hào)的形式輸出到各相關(guān)分系統(tǒng)，供實(shí)際平臺(tái)仿真使用?？稍O(shè)置的故障類型包括：
GPS接收機(jī)失效、航向跳變、大數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)高度跳變。
(1)應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境的選擇
由于該應(yīng)用軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)需要進(jìn)行大量的軟件界面開發(fā)，而Borland公司的C++Builder集成開發(fā)環(huán)境的最大優(yōu)點(diǎn)在于其軟件界面開發(fā)過(guò)程中的直接拖入方式，極大地方便了工程開發(fā)。因此選用C++Builder進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)。
(2)軟件總體設(shè)計(jì)構(gòu)建
建立一個(gè)“ProjectSensorSim”的工程文件，包括如圖5所示的工程文件，運(yùn)行該工程文件后，生成分系統(tǒng)軟件界面，如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159932.htm
3．3 遙控／遙測(cè)模擬分系統(tǒng)
該分系統(tǒng)用于模擬地面測(cè)控站基本功能，用于完成遙控指令的發(fā)送、遙測(cè)數(shù)據(jù)的接收。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，包括二維曲線繪制、航路裝訂、保存與刪除、航跡繪制、串口處理、遙測(cè)數(shù)據(jù)接收、遙測(cè)信息處理、遙控指令處理等模塊。
3．4 無(wú)人機(jī)外形顯示分系統(tǒng)
外形顯示分系統(tǒng)采用VC++2010軟件，基于OpenGL進(jìn)行開發(fā)。軟件模塊包括：通信接口模塊、三維演示模塊、儀表顯示模塊等。
3．5 軟件開發(fā)過(guò)程中的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
(1)降低系統(tǒng)間通信時(shí)間延遲技術(shù)
由于采用分布式、模塊化結(jié)構(gòu)，各分系統(tǒng)之間通過(guò)串口通信，難免會(huì)產(chǎn)生通信時(shí)延問(wèn)題，在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中采取了如下措施進(jìn)行解決：
①減小飛行系統(tǒng)模擬軟件的仿真步長(zhǎng)，增加了飛行參數(shù)的連續(xù)性；
②提高飛行系統(tǒng)模擬、傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬與飛控計(jì)算機(jī)模擬三個(gè)分系統(tǒng)之間的姿態(tài)信息傳輸?shù)拇诓ㄌ芈剩?br /> ③優(yōu)化傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)之間串口數(shù)據(jù)通信的幀結(jié)構(gòu)；確保姿態(tài)信息以最短的時(shí)間到達(dá)飛控計(jì)算機(jī)。
(2)工控設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性處理技術(shù)
由于傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)采用工控機(jī)架構(gòu)，需要同時(shí)與飛行系統(tǒng)模擬等多個(gè)分系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，所有的任務(wù)均要求在毫秒級(jí)完成。在軟件設(shè)計(jì)中，采用在Windows環(huán)境下應(yīng)用Multimedia Timer(多媒體定時(shí)器)結(jié)合多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用多媒體定時(shí)器是計(jì)算機(jī)從硬件上支持的精確定時(shí)器，其定時(shí)誤差一般可達(dá)到十微秒級(jí)，完全可以滿足實(shí)時(shí)性要求。
4 平臺(tái)功能測(cè)試驗(yàn)證
4. 1 飛控系統(tǒng)仿真測(cè)試功能驗(yàn)證
按圖1連接平臺(tái)各個(gè)組成部分，運(yùn)行各應(yīng)用軟件，進(jìn)行全系統(tǒng)基本功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖7所示。無(wú)人機(jī)能夠按照預(yù)先裝訂的航路完成飛行仿真；遙控／遙測(cè)模擬軟件能實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息、傳感器模擬信息等，以二維曲線和狀態(tài)指示燈的方式直觀顯示；以三維動(dòng)畫的方式逼真顯示無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的姿態(tài)、高度變化情況。
評(píng)論