3 平台应用软件设计方案
平台应用软件包括飞行系统模拟分系统、无人机外形显示分系统、传感器与机载测控模拟分系统、遥控/遥测模拟分系统、指挥显示分系统等五个应用软件。
3.1 飞行系统模拟分系统
主要是通过解算无人机动力学模型,得到无人机的姿态、发动机等信息,实现无人机飞行仿真。仿真过程同时考虑风干扰、力矩干扰的装订。
(1)应用软件开发环境的选择
由于需要进行无人机动力学模型的解算,考虑到VC++6.0拥有众多的函数计算类库,其数据计算能力比较突出,因此选用VC++6.0作为应用软件开发环境。
(2)无人机动力学模型建立
无人机动力学模型的建立是飞行系统模拟的基础,根据参考文献,建立无人机动力学模型。
(3)风干扰和力矩干扰的加载
风干扰模拟主要是将风速、风向分解投影到各机体轴上,再结合空气动力学方程组里的三向速度方程,解算出三向速度,代入动力学模型中解算后得到加入风干扰后的飞机姿态参数。力矩干扰的加载方法采取直接设置动力学模型中相应参数的方式。设置内容包干扰力矩、正向和反向脉冲干扰、起始时间、终止时间以及常值力矩的大小等。
(4)应用软件的实现
应用软件完成后,为防止在其他分系统软件编程过程中产生的误修改,无人机模型采用动态链接库的方式向提供(UAVSimu.DLL),通过干扰设置界面完成外加力矩的设置,如图3,图4所示。
3.2 传感器与机载测控模拟分系统
可以模拟GPS接收机、磁航向、大气数据计算机等传感器特性,通过数字或模拟信号的形式输出到各相关分系统,供实际平台仿真使用。可设置的故障类型包括:
GPS接收机失效、航向跳变、大数据计算机高度跳变。
(1)应用软件开发环境的选择
由于该应用软件在设计过程时需要进行大量的软件界面开发,而Borland公司的C++Builder集成开发环境的最大优点在于其软件界面开发过程中的直接拖入方式,极大地方便了工程开发。因此选用C++Builder进行应用软件开发。
(2)软件总体设计构建
建立一个“ProjectSensorSim”的工程文件,包括如图5所示的工程文件,运行该工程文件后,生成分系统软件界面,如图6所示。
3.3 遥控/遥测模拟分系统