[发明专利]小型无人直升机开发测试平台

权利要求书

1.小型无人直升机开发测试平台，其特征是：它包括上位机控制单元(1)和底层控制单元(12)；

所述上位机控制单元(1)包括PC机MATLAB/SIMULINK开发工具包(2)、一号无线通信模块(10)和一号天线(11)；

所述PC机MATLAB/SIMULINK开发工具包(2)包括导航传感器数据预处理模块(3)、系统模型辨识模块(4)、在线仿真测试模块(5)、现场飞行监控模块(6)、串口模块(7)和CCS link模块(8)；

导航传感器数据预处理模块(3)用于对导航传感系统的数据进行预处理，还用于将该预处理后的数据发送给系统模型辨识模块(4)，还用于与串口模块(7)进行数据交互；

系统模型辨识模块(4)用于根据预处理数据对系统模型进行辨识；还用于将辨识结果发送给在线仿真测试模块(5)；还用于与串口模块(7)进行数据交互；

在线仿真测试模块(5)用于对控制器模型和参数进行在线仿真测试，并将仿真测试结果发送给CCS link模块(8)；还用于与串口模块(7)进行数据交互；

现场飞行监控模块(6)用于根据在线仿真测试模块(5)验证过的控制器对无人直升机进行现场飞行监控，还用于与串口模块(7)进行数据交互；

串口模块(7)用于提供数据的交换接口；

CCS link模块(8)用于将Matlab/Simulink程序转换成DSP程序，供底层控制器(15)下载；

一号无线通信模块(10)用于通过一号天线(11)收发无线信号；还用于串口模块(7)进行数据交互；

底层控制单元(12)包括底层控制器(15)、伺服驱动系统(16)、执行机构(17)和导航传感系统(18)；

二号天线(13)的末端与无线通信模块(14)的无线信号端口连接；所述底层控制器(15)的无线信号输入或输出端与无线通信模块(14)的无线信号输出或输入端连接；所述底层控制器(15)通过SCI接口与伺服驱动系统(16)连接；所述伺服驱动系统(16)用于驱动执行机构工作；导航传感器系统(18)的采集信号输出端与底层控制器(15)的采集信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于导航传感器数据预处理模块(3)用于对导航传感系统的数据进行预处理，所述预处理的内容包括：消除导航传感系统的漂移以及无人直升机震动带来的干扰，并进行解算；

具体为：首先底层控制器采集导航传感器的数据，通过无线模块上传到导航传感器数据预处理模块，然后对这些数据进行测漂、定标、补偿和Kalman滤波预处理，并解算出相应的位置和姿态信息。

3.根据权利要求2所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于系统模型辨识模块(4)用于根据该预处理数据对系统模型进行辨识，具体过程为：系统辨识模块(4)将控制输入序列以无线的方式发送给底层控制器(15)，并采集导航传感器的测量数据，然后根据导航传感器数据预处理模块(3)发送的预处理数据辨识出无人直升机的模型参数。

4.根据权利要求3所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于在线仿真测试模块(5)用于对控制器模型和参数进行在线仿真测试，其过程为：利用系统辨识模块(4)辨识出的无人直升机模型参数搭建控制器模型，并对控制器模型和参数进行数值仿真初步验证；然后通过控制测试对控制参数的反复修正，直至达到预期的控制效果。

5.根据权利要求4所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于现场飞行监控模块(6)用于根据在线仿真测试模块(5)验证过的控制器对无人直升机进行现场飞行监控，具体过程为：接收底层控制器(15)发送的无人直升机飞行状态信息，并实时显示；所述飞行状态信息包括无人直升机的位置、姿态、速度和角速度。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于底层控制器(15)采用32位高性能DSP芯片实现。

7.根据权利要求6所述的小型无人直升机开发测试平台，其特征在于底层控制单元(12)还包括锂电池组(19)，所述电池组(19)用于给底层控制器(15)提供工作电源。