某無人機飛控系統(tǒng)半實物仿真平臺設(shè)計
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3．2 傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)
可以模擬GPS接收機、磁航向、大氣數(shù)據(jù)計算機等傳感器特性，通過數(shù)字或模擬信號的形式輸出到各相關(guān)分系統(tǒng)，供實際平臺仿真使用。可設(shè)置的故障類型包括：
GPS接收機失效、航向跳變、大數(shù)據(jù)計算機高度跳變。
(1)應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境的選擇
由于該應(yīng)用軟件在設(shè)計過程時需要進行大量的軟件界面開發(fā)，而Borland公司的C++Builder集成開發(fā)環(huán)境的最大優(yōu)點在于其軟件界面開發(fā)過程中的直接拖入方式，極大地方便了工程開發(fā)。因此選用C++Builder進行應(yīng)用軟件開發(fā)。
(2)軟件總體設(shè)計構(gòu)建
建立一個“ProjectSensorSim”的工程文件，包括如圖5所示的工程文件，運行該工程文件后，生成分系統(tǒng)軟件界面，如圖6所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/159932.htm
3．3 遙控／遙測模擬分系統(tǒng)
該分系統(tǒng)用于模擬地面測控站基本功能，用于完成遙控指令的發(fā)送、遙測數(shù)據(jù)的接收。軟件采用模塊化設(shè)計，包括二維曲線繪制、航路裝訂、保存與刪除、航跡繪制、串口處理、遙測數(shù)據(jù)接收、遙測信息處理、遙控指令處理等模塊。
3．4 無人機外形顯示分系統(tǒng)
外形顯示分系統(tǒng)采用VC++2010軟件，基于OpenGL進行開發(fā)。軟件模塊包括：通信接口模塊、三維演示模塊、儀表顯示模塊等。
3．5 軟件開發(fā)過程中的兩個關(guān)鍵問題
(1)降低系統(tǒng)間通信時間延遲技術(shù)
由于采用分布式、模塊化結(jié)構(gòu)，各分系統(tǒng)之間通過串口通信，難免會產(chǎn)生通信時延問題，在軟件設(shè)計過程中采取了如下措施進行解決：
①減小飛行系統(tǒng)模擬軟件的仿真步長，增加了飛行參數(shù)的連續(xù)性；
②提高飛行系統(tǒng)模擬、傳感器與機載測控模擬與飛控計算機模擬三個分系統(tǒng)之間的姿態(tài)信息傳輸?shù)拇诓ㄌ芈剩?br /> ③優(yōu)化傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)之間串口數(shù)據(jù)通信的幀結(jié)構(gòu)；確保姿態(tài)信息以最短的時間到達飛控計算機。
(2)工控設(shè)備數(shù)據(jù)實時性處理技術(shù)
由于傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)采用工控機架構(gòu)，需要同時與飛行系統(tǒng)模擬等多個分系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)通信，所有的任務(wù)均要求在毫秒級完成。在軟件設(shè)計中，采用在Windows環(huán)境下應(yīng)用Multimedia Timer(多媒體定時器)結(jié)合多線程來實現(xiàn)。應(yīng)用多媒體定時器是計算機從硬件上支持的精確定時器，其定時誤差一般可達到十微秒級，完全可以滿足實時性要求。
4 平臺功能測試驗證
4. 1 飛控系統(tǒng)仿真測試功能驗證
按圖1連接平臺各個組成部分，運行各應(yīng)用軟件，進行全系統(tǒng)基本功能測試。測試結(jié)果如圖7所示。無人機能夠按照預(yù)先裝訂的航路完成飛行仿真；遙控／遙測模擬軟件能實時顯示無人機的姿態(tài)信息、傳感器模擬信息等，以二維曲線和狀態(tài)指示燈的方式直觀顯示；以三維動畫的方式逼真顯示無人機飛行過程中的姿態(tài)、高度變化情況。
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