[发明专利]固定翼飞行器实时仿真系统及仿真方法

权利要求书

1.一种固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，包括下位机、上位机、地面站单元、仪表单元、视景单元和参数接口单元；

所述下位机用于在所述实时嵌入式系统中运行飞行器模型；

所述上位机用于将飞行器模型应用程序编译进实时嵌入式操作系统中，并将编译后的实时嵌入式操作系统发送到所述下位机中；用于实时修改飞行器模型的PID控制参数、监测控制所述飞行器模型的运行状态；

所述地面站单元包括控制模块、数据模块和地图模块，所述控制模块用于发送控制指令至所述飞行器模型，所述数据模块用于接收所述飞行器模型发送的飞行状态数据，所述地图模块用于根据所述飞行器模型的飞行状态数据实时记录所述飞行器模型的飞行轨迹；

所述仪表单元用于根据接收到的所述下位机发送的飞行状态数据判断所述飞行器模型是否正常飞行；

所述视景单元用于根据接收到的所述下位机发送的飞行状态数据显示所述飞行器模型的飞行状态；

所述参数接口单元用于向所述下位机发送指定的飞行器模型参数以实现指定的固定翼飞行器的实时仿真。

2.根据权利要求1所述的固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

控制所述飞行器模型的启动和停止，修改所述飞行器模型的PID控制参数，接收所述下位机发送的飞行器模型的飞行状态数据并显示。

3.根据权利要求1所述的固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：

发送初始化数据至所述下位机，所述初始化数据包括机场三维坐标、机场方位角、燃油重量和飞行器载重量；

设置所述飞行器模型的任务模式，所述飞行器模型的任务模式包括手动模式和自动模式；

发送导航点和导航指令至所述下位机。

4.根据权利要求1所述的固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

根据选定的飞行器型号，搭建Simulink模型；

利用实时工作箱RTW技术将所述模型编译生成C代码，在C代码中增加所述上位机和所述下位机通信的代码，生成飞行器模型应用程序，将飞行器模型应用程序编译进Vxworks系统。

5.根据权利要求1所述的固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，所述下位机、所述上位机、所述地面站单元、所述仪表单元、所述视景单元和所述参数接口单元通过路由器组成局域网。

6.根据权利要求1所述的固定翼飞行器实时仿真系统，其特征在于，所述下位机还包括半物理仿真接口，所述下位机通过所述半物理仿真接口与半物理仿真系统相连；

所述上位机还包括传感器仿真模块，所述传感器仿真模块用于根据所述半物理仿真系统检测到的真实飞行器的飞行状态数据调整所述飞行器模型的飞行参数和大气参数。

7.一种应用如权利要求1-6任一项所述的固定翼飞行器实时仿真系统的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

上位机发送编译后的实时嵌入式操作系统至下位机，重新启动所述下位机；

所述上位机发送启动指令至下位机中的飞行器模型，所述飞行器模型在所述实时嵌入式操作系统中运行；

地面站单元的控制模块发送控制指令至所述飞行器模型；

所述下位机向所述上位机、地面站单元、仪表单元和视景单元发送飞行状态数据。

8.根据权利要求7所述的固定翼飞行器实时仿真方法，其特征在于，所述上位机发送编译后的实时嵌入式操作系统至下位机之前，该方法还包括：

利用路由器搭建局域网，所述局域网包括下位机、上位机、地面站单元、仪表单元、视景单元和参数接口单元；

在所述上位机中搭建飞行器模型；

配置所述仪表单元和所述视景单元的参数；

在所述上位机中将所述飞行器模型编译进实时嵌入式操作系统中，所述上位机将编译后的实时嵌入式操作系统发送到所述下位机中。

9.一种如权利要求7所述的固定翼飞行器实时仿真方法，其特征在于，还包括：

参数接口单元发送飞行器模型的参数至所述下位机，以进行指定型号的固定翼飞行器实时仿真。

10.一种如权利要求7所述的固定翼飞行器实时仿真方法，其特征在于，还包括：

所述上位机向所述下位机发送飞行器模型的PID控制参数。