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无人机广泛的应用价值、尤其是在军事上的重要性已经得到国内外的高度重视。本文给出了适于无人机飞行控制的集成化实时仿真设备的设计与实现技术,着眼于工程实践和应用。该系统采用小型化设计和主—从式结构,系统由“实时仿真设备”和显示计算机组成,考虑到移动环境中的应用,显示计算机采用笔记本电脑,通过RS232接口与“实时仿真设备”进行数据通信。系统采用集成设计技术,将无人机实时仿真系统中的数学模型实时解算和传感器实时接口仿真集成在一起,而将仿真参数实时曲线显示/存储由笔记本电脑承担。这种主—从式结构不仅有助于实现便携式功能,还从技术上保证了仿真系统的实时计算性能和实时显示性能。 本文采用线性插值处理样例无人机风洞试验数据,采用正常情况下的气动力及力矩系数数学模型,并用C语言实现样例无人机建模与仿真。 本文在了解各种机载传感器特性和原理的基础上,提出仿真算法,归纳传感器实时仿真的共性,建立通用的数据结构和仿真结构,并加以实现。 本文根据集成化仿真设备主—从式结构的特点,设计主从式结构的实时通信协议。对通信内容进行合理分类,设计了科学的通信帧结构。采用先进的环行缓冲区串口数据收发技术,实现对采用固定长度的多帧结构通信协议的编程。 本文选用Tilcon Real-Time Developer(TRTD)实时程序开发包在Windows 2000操作系统上开发人机界面软件。完成对仿真参数的数字显示、历史曲线显示、航迹显示的编程实现。 最后采用集成化仿真设备对样例无人机进行半物理实时仿真试验,结果表明该设计在工程中是切实可行的。