三维姿态实时显示的小型无人机飞控仿真系统

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1、万方数据第34卷第l期2015印1，J实验室研究与探索RESEARCHANDEXPLORATl()NINI。ABORATORYV01．34NoJan．2015·专题研讨——虚拟仿真实验(17)·三维姿态实时显示的小型无人机飞控仿真系统张云洲1，胡禹超‘，吴成东1，宋云宏2(1．东北大学信息科学与T程学院，辽宁沈阳110819；2．奥维通信股份有限公司，辽宁沈阳110179)摘要：本文设计并实现了一种小型无人机飞行控制仿真系统，规划了合理的系统架构，由在环程序、飞行动力学模型、地面站程序及三维可视化显示等部分共同构成仿真系统。针对实际问题，提出了飞行姿态的三维直观显示、动力学仿真模拟的方法，结

2、合硬件在环和软件在环等两种方式建立了数据链路，构建了三维飞行器模型并导入仿真系统仿真与实际飞行数据表明，所构建的仿真系统能够很好地满足小型无人机姿态控制和飞行仿真，实现了较高的精度和良好的实时性。关键词：无人机；飞行控制；仿真系统；三维姿态；数据链路；在环程序中图分类号：TP391．9；V249．4文献标志码：A文章编号：1006—7167(20l5)0l一0073—06SimulatiOnSyStemfOrUnmannedAerialVehiCleBasedOnRea

3、-time3一DPOStUreDiSplay●■一擘1-I，—、tZ删～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引言由于在机体、燃料消耗、操纵训练、后勤维修等方面优于有人驾驶飞机，并具有更强的机动性、适应性

7、和收稿日期：2014—05一13基金项目：围家自然科学基金资助IⅢU(61273078)；巾围博士=后科研堆金(2012M511164)；教育部高校基硎}科研业务费项

8、l(N130404023)作者简介：张云洲(1974一)，男，河南渑池人，博I'副教授，研究方向为智能机器人／无人机、嵌入式视觉、多媒体传感器嘲络，Tel．：l3940101976，024—8368776l；K—mail：zhangyunzhou@hntlu．edI】．1-n生存力，无人机(unmannedAerialVehicle，uAV)在军事和民用等领域获得了广泛应用。作为无人机系统研制的关键设备之一，飞行仿真系统可用来

9、设计无人机控制律，验证飞控系统性能及可靠性，为系统开发提供支持，闪而受到了高度重视。⋯。国内外研究机构对无人机仿真系统的研究，主要集中在软硬件平台、飞行动力学仿真、地面站构建、E行姿态分析、数据测试等方面。文献[1]中构建了一个基于PC机的无人机仿真系统，集合r无人机动力学模型和数据／曲线分析功能，着重于控制策略的研究。文献[2]巾提出以全数字模式支持飞行控制率的验证，并设计了’两种相关联万方数据74实验室研