某無(wú)人機飛控系統半實(shí)物仿真平臺設計
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3．2 傳感器與機載測控模擬分系統
可以模擬GPS接收機、磁航向、大氣數據計算機等傳感器特性，通過(guò)數字或模擬信號的形式輸出到各相關(guān)分系統，供實(shí)際平臺仿真使用?？稍O置的故障類(lèi)型包括：
GPS接收機失效、航向跳變、大數據計算機高度跳變。
(1)應用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇
由于該應用軟件在設計過(guò)程時(shí)需要進(jìn)行大量的軟件界面開(kāi)發(fā)，而B(niǎo)orland公司的C++Builder集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的最大優(yōu)點(diǎn)在于其軟件界面開(kāi)發(fā)過(guò)程中的直接拖入方式，極大地方便了工程開(kāi)發(fā)。因此選用C++Builder進(jìn)行應用軟件開(kāi)發(fā)。
(2)軟件總體設計構建
建立一個(gè)“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，生成分系統軟件界面，如圖6所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159932.htm
3．3 遙控／遙測模擬分系統
該分系統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、遙測數據的接收。軟件采用模塊化設計，包括二維曲線(xiàn)繪制、航路裝訂、保存與刪除、航跡繪制、串口處理、遙測數據接收、遙測信息處理、遙控指令處理等模塊。
3．4 無(wú)人機外形顯示分系統
外形顯示分系統采用VC++2010軟件，基于OpenGL進(jìn)行開(kāi)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(kāi)發(fā)過(guò)程中的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
(1)降低系統間通信時(shí)間延遲技術(shù)
由于采用分布式、模塊化結構，各分系統之間通過(guò)串口通信，難免會(huì )產(chǎn)生通信時(shí)延問(wèn)題，在軟件設計過(guò)程中采取了如下措施進(jìn)行解決：
①減小飛行系統模擬軟件的仿真步長(cháng)，增加了飛行參數的連續性；
②提高飛行系統模擬、傳感器與機載測控模擬與飛控計算機模擬三個(gè)分系統之間的姿態(tài)信息傳輸的串口波特率；
③優(yōu)化傳感器與機載測控模擬分系統與其他分系統之間串口數據通信的幀結構；確保姿態(tài)信息以最短的時(shí)間到達飛控計算機。
(2)工控設備數據實(shí)時(shí)性處理技術(shù)
由于傳感器與機載測控模擬分系統采用工控機架構，需要同時(shí)與飛行系統模擬等多個(gè)分系統等進(jìn)行數據通信，所有的任務(wù)均要求在毫秒級完成。在軟件設計中，采用在Windows環(huán)境下應用Multimedia Timer(多媒體定時(shí)器)結合多線(xiàn)程來(lái)實(shí)現。應用多媒體定時(shí)器是計算機從硬件上支持的精確定時(shí)器，其定時(shí)誤差一般可達到十微秒級，完全可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。
4 平臺功能測試驗證
4. 1 飛控系統仿真測試功能驗證
按圖1連接平臺各個(gè)組成部分，運行各應用軟件，進(jìn)行全系統基本功能測試。測試結果如圖7所示。無(wú)人機能夠按照預先裝訂的航路完成飛行仿真；遙控／遙測模擬軟件能實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機的姿態(tài)信息、傳感器模擬信息等，以二維曲線(xiàn)和狀態(tài)指示燈的方式直觀(guān)顯示；以三維動(dòng)畫(huà)的方式逼真顯示無(wú)人機飛行過(guò)程中的姿態(tài)、高度變化情況。
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