無人機(jī)作為模擬飛機(jī)類來襲目標(biāo)，可為防空武器系統(tǒng)的火控雷達(dá)校飛、射擊等任務(wù)提供空中靶標(biāo)，是武器系統(tǒng)研制、鑒定過程中必不可少的裝備。作為無人機(jī)的核心組成部分之一，飛控系統(tǒng)通過控制無人機(jī)的姿態(tài)，從而完成無人機(jī)各種模態(tài)下的飛行任務(wù)。某無人機(jī)飛控系統(tǒng)現(xiàn)有的測試方法包括分立部件測試和部件裝機(jī)后的整機(jī)綜合測試。兩種方法均屬于常規(guī)的靜態(tài)測試，組織實施復(fù)雜、測試效率較低、任務(wù)準(zhǔn)備周期長，而且對于無人機(jī)實際飛行過程的動態(tài)性能無法驗證，對測試中出現(xiàn)的故障難以定位，對于飛行中的環(huán)境干擾因素（主要是風(fēng)干擾）和傳感器失效后無人機(jī)的飛行情況也無法模擬，從而無法有針對性的進(jìn)行飛行控制策略修正。綜上問題，研制一套無人機(jī)飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺的任務(wù)顯得尤為迫切。

1 平臺總體功能及設(shè)計方案

1．1 平臺總體功能

該平臺以現(xiàn)有某型無人機(jī)飛控系統(tǒng)為測試對象，主要完成以下功能：

（1）與無人機(jī)飛控計算機(jī)和電動舵機(jī)、油門電機(jī)等實物結(jié)合，完成飛控系統(tǒng)的仿真測試；

（2）具備風(fēng)干擾、力矩干擾條件下的飛行性能模擬，并以二維曲線方式實時顯示無人機(jī)的飛行航跡、舵偏角、舵偏角速率等變化情況；

（3）能夠進(jìn)行無人機(jī)飛控系統(tǒng)部分傳感器的故障設(shè)置，進(jìn)行故障情況下的飛行模態(tài)仿真。

1．2 平臺總體設(shè)計方案

半物理仿真平臺由硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件兩部分組成。硬件設(shè)備包括新建的飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)、傳感器與機(jī)載測控模擬分系統(tǒng)、遙控／遙測模擬分系統(tǒng)、指揮顯示分系統(tǒng)、無人機(jī)外形顯示分系統(tǒng)，以及現(xiàn)有的飛控計算機(jī)、飛控計算機(jī)接口箱、電動舵機(jī)、油門電機(jī)等實物。應(yīng)用軟件包括新建各分系統(tǒng)的應(yīng)用程序。半物理仿真平臺的原理組成框圖如圖1所示。

半物理仿真平臺的工作原理概況如下：傳感器與機(jī)載測控模擬分系統(tǒng)通過接口箱與飛控計算機(jī)交換無人機(jī)的舵偏角、角速率、油門開度、遙控指令、外部干擾等信息，并向飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)傳輸采樣轉(zhuǎn)換后的飛控計算機(jī)執(zhí)行結(jié)果，向遙控／遙測模擬分系統(tǒng)傳輸遙測信息（包括傳感器與機(jī)載測控模擬設(shè)備的仿真數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)、遙控指令回令等）。飛控計算機(jī)將接收到信息進(jìn)行解算處理后，控制電動舵機(jī)、油門電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動作，并將執(zhí)行結(jié)果返回至傳感器與機(jī)載測控模擬分系統(tǒng)。飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)將解算后的飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)送到無人機(jī)外形顯示分系統(tǒng)，解算后以三維動畫的形式顯示無人機(jī)的姿態(tài)、油門開度、高度變化等信息。指揮顯示分系統(tǒng)將收到的無人機(jī)位置、高度、速度信息在數(shù)字地圖上顯示，適時發(fā)出指揮口令，由操作手干擾無人機(jī)的飛行。無人機(jī)的三維外形、測控數(shù)據(jù)、指揮顯示界面通過KVM切換器分時在投影幕上顯示。

2 平臺硬件設(shè)計方案

2．1 平臺硬件選型原則

（1）應(yīng)用軟件運行平臺選擇原則

由于該平臺屬于固定式測試設(shè)備，因此在各分系統(tǒng)應(yīng)用軟件運行平臺的硬件應(yīng)盡量采用機(jī)架式工控機(jī)或臺式計算機(jī)，主板插槽的數(shù)量和類型應(yīng)相對充裕，以便于現(xiàn)有硬件板卡的安裝和平臺的后續(xù)功能拓展。