[发明专利]可灵活配置的数字无人机模拟训练信号配置方法及应用

说明书

本发明提供了一种可灵活配置的数字无人机模拟训练信号配置方法，包括通过试验模拟无人机故障，统计无人机故障时物理量变化曲线；将物理量信号分解为阶跃信号、斜坡信号、正弦信号三种信号基；设计XML配置文件元素属性，将每个故障物理量信号通过一个XML配置文件存储；数字无人机接收注入故障信息，调用并读取对应的XML配置文件，输出物理量信号。该配置方法通过读取XML配置文件来实现相应物理量数值模拟，略去复杂的物理建模及调试过程，缩短研制、调试周期。

技术领域

本发明属于无人机模拟训练技术领域，具体涉及一种可灵活配置的数字无人机模拟训练信号配置方法及应用。

背景技术

在无人机交付用户后，用户需要通过模拟训练系统进行训练。模拟训练系统由数字无人机、飞行操控台、训练管理软件、模拟载荷等组成。用户通过飞行操控台对数字无人机进行操控，了解无人机操纵性、自主处理流程等，这些操作目的都是尽量覆盖飞行试验时的真实场景，在飞行任务执行前充分验证系统，从而加深对无人机系统的了解。其中无人机模拟训练系统中的数字无人机部分主要功能包括：模拟无人机运动、模拟控制、模拟机上设备遥测信息等。而无人机组成复杂，包含多个子系统，典型的有动力系统、飞控系统、航电系统等，若将数字无人机按照全部件物理建模，将造成数字无人机规模大、接口复杂、调试难度大等一系列问题，还伴随有跨部门协调、知识产权保护等实际问题。

发明内容

为了解决现有无人机模拟训练系统数字无人机中全部件物理建模复杂，调试难度大等问题，本发明设计了一种可灵活配置的数字无人机模拟训练信号配置方法，该配置方法通过读取XML配置文件来实现相应物理量数值模拟，略去复杂的物理建模及调试过程，缩短研制、调试周期。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种可灵活配置的数字无人机模拟训练信号配置方法，包括如下步骤通过试验模拟无人机故障，统计无人机故障时物理量变化曲线；

将物理量信号分解为阶跃信号、斜坡信号、正弦信号三种信号基；

设计XML配置文件元素属性，将每个故障物理量信号通过一个XML配置文件存储；

数字无人机接收注入故障信息，调用并读取对应的XML配置文件，输出物理量信号。

进一步地，所述物理量信号通过设置三种信号基的幅值、频率以及加权组合来模拟。

进一步地，所述XML配置文件根元素属性为加权信号基的数量，子元素属性为信号基的类型，子元素值为信号幅值、信号频率、信号斜率、信号延时。

进一步地，读取XML配置文件的流程为

读取根元素，得到加权信号基个数记为m；

从1至m遍历子元素，根据子元素属性配置信号基，然后读取其子元素值，组成信号基表达式；

将所有信号基加权得到配置的物理量信号。

进一步地，所述三种信号基加权方式为加和。

本发明还提供了一种采用上述数字无人机模拟训练信号配置方法的数字无人机。

进一步地，所述数字无人机包括导航控制模拟模块、飞行控制模拟模块、飞行运动模拟模块、机载设备模拟模块、发动机模拟模块、故障模拟模块、无人机指令接收和无人机遥测发送模块；

所述导航控制模拟模块根据装订导航点及运动状态信息生成无人机位置环控制指令；

所述飞行控制模拟模块依据无人机位置环控制指令、遥控指令解算控制律得到控制指令，发送模拟的遥测数据；

所述飞行运动模拟模块根据控制指令输入解算模型模拟无人机运动；

所述故障模拟模块接收故障注入指令，设置相应的故障标志位；