[发明专利]一种多无人机分布式协同的硬件在回路实时仿真实验系统

摘要

本发明涉及多无人机分布式协同的硬件在回路实时仿真实验系统，属于多自主体协同控制技术领域。链路模拟计算机与n台无人机模拟计算机在同一个局域网A内，链路模拟计算机能够与n台无人机模拟计算机中的任一台相互通信，同时n台无人机模拟计算机之间能够相互通信；链路模拟计算机与n台自动驾驶仪在另一个局域网B，链路模拟计算机能够与n台自动驾驶仪中的任一台相互通信。无人机模拟计算机与自动驾驶仪一一对应；每台自动驾驶仪采用分布式控制方式控制与其对应的无人机模拟计算机。本发明利用成熟的商业飞行模拟器软件模拟无人机，降低了实验成本和复杂度，并能获得尽可能高的仿真精度，自动驾驶仪在仿真回路能弥补纯软件仿真距离工程实际偏差大的缺陷。

主权项

一种多无人机分布式协同的硬件在回路实时仿真实验系统，其特征在于：其包括：n台无人机模拟计算机、1台链路模拟计算机和n台自动驾驶仪；其中，n≥1且n为正整数；链路模拟计算机与n台无人机模拟计算机在同一个局域网A表示内，链路模拟计算机能够与n台无人机模拟计算机中的任一台相互通信，同时n台无人机模拟计算机之间能够相互通信；链路模拟计算机与n台自动驾驶仪在另一个局域网B，链路模拟计算机能够与n台自动驾驶仪中的任一台相互通信；无人机模拟计算机与自动驾驶仪一一对应，即一台自动驾驶仪控制一台无人机模拟计算机；每台自动驾驶仪采用分布式控制方式控制与其对应的无人机模拟计算机，即每台自动驾驶仪基于自身状态以及相邻无人机模拟计算机的状态反馈控制与其对应的无人机模拟计算机；通信拓扑由待验证多无人机分布式协同控制算法提供；由于实时仿真需要同时传递大量数据，为减少数据碰撞，局域网A和局域网B为两个不同的局域网；所述无人机模拟计算机是安装运行了飞行模拟器软件的计算机；所述无人机模拟计算机的主要功能包括：①通过链路模拟计算机接收与所述无人机模拟计算机对应的自动驾驶仪发送来的无人机模型控制量；②无人机模拟计算机根据接收到的无人机模型控制量控制飞行模拟器软件中无人机模型运动，并得到无人机模型的状态信息；③将无人机模型的状态信息输出给链路模拟计算机；④每台无人机模拟计算机与其它无人机模拟计算机之间通信，向其它无人机模拟计算机发送自身无人机模型的状态信息，同时接受其它无人机模拟计算机中无人机模型的状态信息；所述链路模拟计算机安装了链路模拟软件；链路模拟计算机的主要功能包括：①从自动驾驶仪接收无人机模型控制量，并转发给与所述自动驾驶仪对应的无人机模拟计算机；②从无人机模拟计算机接收无人机模型的状态信息，并根据通信拓扑转发给所有自动驾驶仪；③在向所有自动驾驶仪转发无人机模型的状态信息的过程中，链路模拟计算机能够实时改变通信拓扑来模拟现实世界中无人机网络的通信拓扑；④用户通过链路模拟计算机在通信数据中人为添加噪声和延迟，用于仿真真实通信环境；所述自动驾驶仪的主要功能包括：根据接收到的所有无人机模型的状态信息，计算与所述自动驾驶仪对应的无人机模拟计算机中无人机模型控制量，并将其通过链路模拟计算机发送给对应的无人机模拟计算机。