[发明专利]一种翼伞四自由度半实物仿真平台

权利要求书

1.一种翼伞四自由度半实物仿真平台，其特征在于：包括壳体、数据采集系统、运动控制系统、伞载控制系统及模型状态解算系统；

数据采集系统包括伞载传感器，该伞载传感器包括安装在壳体内部且位于仿真平台的质心位置的惯导和GPS系统；GPS系统的接收装置安装在壳体上，所述GPS和惯导系统采集仿真平台的位置和姿态信息；

运动控制系统包括安装在壳体底部外侧的三个全向轮、与各全向轮对应的伺服电机及其驱动器；通过伺服电机及其驱动器来控制每个全向轮转动的方向及速度大小，以实现二维平面内的平动及转动；

伞载控制系统，由工控机实现，接收数据采集系统的测量数据，依据归航控制算法，得到相应的控制量输出给模型状态解算系统；

模型状态解算系统，由工控机实现，其接收伞载控制系统发出的控制指令，同时从干扰装置接受干扰指令，两者均作为模型状态解算系统的输入；模型状态解算系统根据上一时刻的状态以及输入，迭代得到下一时刻模型状态量的值；并解算出为了达到该状态，三个全向轮运动的速度方向及转向角大小，并将此指令反馈给伞载控制系统，进而控制运动控制系统；其中，模型状态解算系统解算的状态模型为翼伞四自由度模型，其包括X、Y、Z轴位置坐标以及偏航角四个状态量；其中，高度量也作为影响因子影响其他参数的值，以实现在二维平面内模拟三维坐标；

翼伞四自由度模型依据A Rosich和P Gurfil提出的翼伞气动性能参数关系建立，具体为：

该翼伞四自由度模型模型将大地面视为平面，并在大地坐标系下建立，其中，分别表示翼伞系统三个坐标轴方向的速度；表示翼伞系统航向的变化率；γ为飞行航迹角，表示速度方向与水平面的夹角；σ表示系统倾斜角；g表示重力加速度；V表示直线飞行速度；翼伞四自由度模型中，以控制量作为输入参数，惯性坐标系下的x、y、z轴坐标以及偏航角度ξ作为四个自由度表示翼伞的状态信息；

所述GPS系统采集仿真平台的坐标信息，惯导系统采集仿真平台的偏航角、欧拉角、滚转角及三轴加速度信息；

所述仿真平台的电源系统采用锂电池搭配逆变器的组合；所述锂电池的电压范围为36V至48V，所述逆变器的输出波形为正弦波，以避免产生电磁污染，对搭载的惯导及GPS产生干扰；

所述仿真平台还包括设置在壳体上的显示系统，用以实时显示运动信息和控制信息。

2.根据权利要求1所述的一种翼伞四自由度半实物仿真平台，其特征在于：所述干扰装置为无线控制继电器模块。

3.根据权利要求1所述的一种翼伞四自由度半实物仿真平台，其特征在于：所述三个全向轮以120°等间隔分布在仿真平台的底部周围。