[实用新型]一种无人机航电半实物仿真系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无人机航电半实物仿真系统。

背景技术

在无人机的研制过程中，试飞是非常关键且高风险的一个环节，而且受场地、操作手、天气等的限制，很难随时进行。在开发过程中，通常使用数学建模或者系统辨识获取无人机的数学模型，但是数学建模难度高，且很难达到比较高的精度，虽然系统辨识能够得到比较精确的模型，但是对试飞依赖很高，需要大量飞行试验且试飞难度高。另外对于某些例如是多无人机协调控制的研究课题，试验成本会很高，很难进行多次试验，或者无法进行试验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决以上技术问题，提供一种对飞行控制系统进行硬件在回路中的仿真的无人机航电半实物仿真系统，为无人直升机的飞行控制系统的测试提供一种硬件构架。

本实用新型采用的技术方案为：一种无人机航电半实物仿真系统，包括仿真环境系统、飞行控制系统和无人直升机，所述仿真环境系统包括飞行仿真模块、三维视景模块、接口模块和仿真控制台，所述飞行控制系统包括飞行控制模块和地面控制站，所述飞行控制模块的控制指令输入端口与地面控制站的控制指令输出端口对应连接，所述飞行控制模块的飞行控制状态信息输出端口与地面控制站的飞行控制状态信息输入端口对应连接；所述飞行控制模块的舵机控制信号输出端口一支路与无人直升机的舵机的信号接收机连接，另一支路通过接口模块的CAN总线转串口通讯通路与飞行仿真模块的控制量输入端口连接，所述飞行仿真模块的无人直升机状态输出端口一支路通过接口模块的串口转CAN总线通讯通路与飞行控制模块的无人直升机状态输入端口连接，另一支路与三维视景模块的显示数据输入端口连接；所述仿真控制台与地面控制站无线通讯连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的无人机航电半实物仿真系统可在仿真环境中开发飞行控制系统的控制算法、检验飞行控制硬件及进行系统联调，其可以有效提高飞行控制系统的开发效率，降低开发成本。

附图说明

图1为根据本实用新型所述的无人机航电半实物仿真系统的方框原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的无人机航电半实物仿真系统包括仿真环境系统2、飞行控制系统3和无人直升机1，该仿真环境系统2包括用于运行飞行控制算法的飞行仿真模块21、现有的三维视景模块24、接口模块22和仿真控制台23，飞行控制系统3包括飞行控制模块31和地面控制站32，飞行控制模块3的控制指令输入端口与地面控制站32的控制指令输出端口对应连接，飞行控制模块31的飞行控制状态信息输出端口与地面控制站32的飞行控制状态信息输入端口对应连接；飞行控制模块31的舵机控制信号输出端口一支路与无人直升机的舵机的信号接收机连接，另一支路通过接口模块22的CAN总线转串口通讯通路与飞行仿真模块21的控制量输入端口连接，飞行仿真模块21的无人直升机状态输出端口一支路通过接口模块22的串口转CAN总线通讯通路与飞行控制模块31的无人直升机状态输入端口连接，另一支路与三维视景模块24的显示数据输入端口连接，以通过三维视景模块24实时显示飞行姿态、飞行航迹等三维图像信息；以上仿真控制台23与地面控制站32无线通讯连接，以通过仿真控制台人为地向地面控制站32远程注入直升机故障、天气环境变化等状况。以上飞行仿真模块21在通过接口模块22接收到飞行控制模块31经舵机控制信号输出端口发送来的舵机控制信号后，根据预设的飞行控制算法计算无人直升机当前的飞行状态参数（包括姿态、速度、角速度、高度、经纬度和转速等），并将该飞行状态参数经由接口模块发送给飞行控制模块及三维视景模块，而飞行控制模块31接收到以上飞行状态参数及来自地面控制站32的控制指令，通过现有的算法进行导航计算与控制律解算，进而计算出舵机控制信号发送给飞行仿真模块21及无人直升机1的舵机的信号接收机。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施方式，并非用来限定本实用新型的实施范围，但凡在本实用新型的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本实用新型的保护范围内。