該分系統(tǒng)用于模擬地面測(cè)控站基本功能,用于完成遙控指令的發(fā)送、遙測(cè)數(shù)據(jù)的接收。軟件采用模塊化設(shè)計(jì),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(cè)數(shù)據(jù)接收、遙測(cè)信息處理、遙控指令處理等模塊。
3.4 無(wú)人機(jī)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(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(tǒng)間通信時(shí)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(guò)串口通信,難免會(huì)產(chǎn)生通信時(shí)延問(wèn)題,在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中采取了如下措施進(jìn)行解決:
①減小飛行系統(tǒng)模擬軟件的仿真步長(zhǎng),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(jī)載測(cè)控模擬與飛控計(jì)算機(jī)模擬三個(gè)分系統(tǒng)之間的姿態(tài)信息傳輸?shù)拇诓ㄌ芈剩?
③優(yōu)化傳感器與機(jī)載測(cè)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(shí)間到達(dá)飛控計(jì)算機(jī)。
(2)工控設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性處理技術(shù)
由于傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)采用工控機(jī)架構(gòu),需要同時(shí)與飛行系統(tǒng)模擬等多個(gè)分系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,所有的任務(wù)均要求在毫秒級(jí)完成。在軟件設(shè)計(jì)中,采用在Windows環(huán)境下應(yīng)用MulTImedia TImer(多媒體定時(shí)器)結(jié)合多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用多媒體定時(shí)器是計(jì)算機(jī)從硬件上支持的精確定時(shí)器,其定時(shí)誤差一般可達(dá)到十微秒級(jí),完全可以滿足實(shí)時(shí)性要求。
4 平臺(tái)功能測(cè)試驗(yàn)證
4.1 飛控系統(tǒng)仿真測(cè)試功能驗(yàn)證
按圖1連接平臺(tái)各個(gè)組成部分,運(yùn)行各應(yīng)用軟件,進(jìn)行全系統(tǒng)基本功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖7所示。無(wú)人機(jī)能夠按照預(yù)先裝訂的航路完成飛行仿真;遙控/遙測(cè)模擬軟件能實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)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(dòng)畫(huà)的方式逼真顯示無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的姿態(tài)、高度變化情況。
4.2 干擾條件下飛行性能模擬功能測(cè)試
(1)風(fēng)干擾模式下的仿真
在飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)中,通過(guò)“風(fēng)干擾”功能按鈕,分別設(shè)置風(fēng)干擾為正北向90°,80 m/s和正北向180°,80 m/s,觀察無(wú)人機(jī)飛行仿真航跡變化情況,如圖8所示??梢钥吹剑瑹o(wú)人機(jī)受到風(fēng)干擾后,航跡短時(shí)發(fā)生了明顯變化,之后飛控系統(tǒng)能夠及時(shí)糾正航路偏差,使無(wú)人機(jī)按照預(yù)定航路飛行。
(2)干擾力矩作用下的仿真