无人机地面站图像压缩传输系统设计与应用

针对无人机地面指挥控制系统要实现互连、互通、互操作的网络化要求,设计了视频信号实时网络传输和显示系统。系统由基于DSP的服务器端和通用客户端播放器组成,服务器端通过设置并行任务完成视频信号的实时采集、编码和发送,客户端完成视频信号的实时接收、解码和播放,从而使系统实现了图像信息在地面站所有显示终端上的实时显示。实验结果表明,系统完全满足无人机地面站系统功能及指标要求,并且通过网络化技术节省了地面站宝贵空间资源,系统设计方法对同类型系统具有一定借鉴意义。     

小型无人机实时仿真系统设计与实现

介绍了一种面向小型无人机实时仿真系统的设计与实现。系统的硬件平台采用PC/104总线的体系结构。利用RTKernel实时核开发基于DOS的实时多任务应用程序。文中就系统结构、飞机模型、传感器仿真、仿真算法、实时多任务应用程序编写进行了详细的论述。该系统已成功应用于某小型无人机仿真。     

某无人机通用地面站测控数据处理软件设计

测控数据处理软件核心功能是完成站内外遥测、遥控数据的协议转换,是建设无人机通用地面站的核心软件。参考未来机载能力环境FACE技术标准里的软件层次模型对某型无人机通用地面站测控数据处理软件进行了软件架构设计,并采用面向对象的方法完成实现。     

无人机自动控制仿真系统研究与实现

航迹控制回路是无人机自动控制飞行中的重要环节,它涉及无人机的姿态、航向和飞行状态等重要参数的变化。根据飞行控制的基本控制律实现了无人机在复杂航迹条件下的安全飞行控制,模拟出无人机在自动控制下的航迹、盘旋和着陆等的飞行任务。采用面向对象方法设计了基于堆栈的通用化的航线管理类。并分析了无人机在手动操作切换到自动控制方式时寻找航迹点飞行中可能出现的问题,提出了相应的解决方案。     

基于Simulink的无人机模拟系统设计

为满足型号研制联试及模拟训练要求,开发了无人机模拟系统,详细设计了系统中的无人机本体模型、飞行模型、舵机模型及视景系统。通过系统联试验表明,所设计的无人机模拟系统能够实时响应地面站的飞行控制指令,并且能够有效满足型号研制及飞行员模拟训练的需求。     

分布对象计算中分布实时对象设计与实现

在以CORBA为基础的分布对象计算平台上,进行分布实时对象技术研究。采用设立对象引用请求及请求应答过滤器的方法,设计和实现了基于分布对象方法引用的实时任务调度机制,为满足分布交互仿真等应用的实时需求提供了良好的支持,也为扩展面向对象分布中件的实时功能提出了一种通用的解决方案。     

面向数控机床的信息模型及通用后置处理系统

采用面向对象的方法，分析了ＣＩＭＳ环境下异构ＣＡＤ／ＣＡＭ系统和ＣＮＣ系统之间多对多后置处理的功能和信息需求，介绍了按照ＳＴＥＰ技术要求所建立的完整的、面向数控机床的产品信息模型，及其采用面向对象的编程方法所设计的多对多通用后置处理系统。     

以MaSE方法开发的无人机指挥控制系统设计

MaSE（Multiagent System Engineering）方法以主体理论和技术为基础,充分借鉴面向对象软件开发方法的思想,为开发分布式系统提供了较大通用性。文章研究了应用MaSE的建模技术,并采用开发工具Agent Tool构建了基于多Agent的无人机指挥控制系统。该系统具有自治性和协同性,从而为多无人机作战指挥控制模型建立提供了依据。     

基于VAPS～FLSIM的FMS导航系统实时仿真系统设计

基于VAPS、FLSIM软件建立了飞行管理系统控制显示组件(CDU)和导航模型实时仿真系统.在满足实时性前提下,给出了基于FLSIM的导航模型设计方法.建立了一个通用的、基于网络连接的飞行管理系统的CDU和导航模型.实现了飞机管理系统中控制显示组件的动态图形仿真以及在实时环境中飞行计划的生成.给出了航线导航的设计方法,实现了导航信息数据的实时传输.     

基于定部件效率的航空发动机通用性能仿真系统构建

根据飞机设计阶段对航空发动机性能仿真简便、快速和有效的要求,在基于定部件效率的航空发动机性能仿真方法基础上,对航空发动机部件进行通用性建模,并采用面向对象技术构建通用航空发动机性能仿真系统。采用定部件效率模型对航空发动机性能进行仿真,降低了航空发动机性能仿真过程的专业性要求;同时,采用面向对象技术建立通用的航空发动机性能仿真系统,提高了仿真代码的重用性及仿真系统的适用性。利用该仿真系统建立双转子混排涡扇发动机和自由涡轮式单转子涡轮螺旋桨发动机仿真对象模型,并对某型双转子混排涡扇发动机稳态特性进行仿真,验证了仿真系统的有效性。     

无人机综合飞行/推力矢量控制

以某无人机为背景,主要研究大机动时带推力矢量的综合飞行/推进控制系统的设计方法。应用非线性动态逆方法,根据无人机本身具有明显不同时间尺度差异的动力学特性,结合奇异摄动理论将控制变量按照响应快慢分为4个回路进行了控制器的设计与仿真;设计推力矢量控制和气动控制相结合的控制器,实现飞行和推力矢量的控制综合;将无人机的任务转化为对飞行控制的限制条件,对所设计的控制系统进行了数字仿真,结果表明所设计的控制器能够满足飞机做大机动时的控制要求。     

无人机空战仿真中基于机动动作库的决策模型

根据无人机空战仿真需要和专家系统原理,建立了一套基于机动动作库的快速响应自主空战机动决策系统模型;根据第三代战斗机空战中典型的机动动作,建立了相应的专家数据库;通过对驾驶员经验的分析,建立了专家知识库,并将整套决策模型应用于空战仿真中.仿真结果表明,应用该模型建立的空战仿真系统,可以使无人机根据实时战场环境,实现快速自主决策空战模拟飞行.     

集群无人机队形重构及虚拟仿真验证

队形重构是集群无人机（UAV）控制的重要问题，指无人机按照要求安全、无碰撞地从一个队形变换到另一个队形，其难点在于快速规划最优安全轨迹并控制无人机进行轨迹姿态的高精度跟踪。针对集群无人机队形重构的上述问题，首先，基于CAPT（Concurrent Assignment and Planning of Trajectories）算法，解决了多无人机的目标分配和轨迹生成的实时性问题，实现了集群无人机的最优安全路径规划；其次，提出一种有限时间多变量积分滑模连续控制算法，解决了无人机轨迹姿态的高精度跟踪问题，并通过MATLAB仿真验证了该控制算法的有效性；最后，为了更加真实直观地演示无人机三维仿真效果，建立了基于Gazebo-ROS的无人机仿真平台，实现了12架四旋翼无人机队形重构"建模-仿真-可视化"的一体化仿真演示，验证了上述路径规划算法和轨迹姿态控制算法的有效性。     

无人机光电载荷地理跟踪控制研究

无人机定点侦察过程中,将地理目标点或图像目标快速锁定在视场内,是十分重要的。在实时定点航迹规划与跟随控制的基础上,提出了光电任务载荷地理跟踪算法,并通过仿真和飞行试验,证明算法可以满足机载平台对地面目标快速锁定的要求。     

基于TMS320DM368 的光电吊舱视频压缩系统设计

无人机光电吊舱视频数据的实时压缩处理是无人机光电吊舱的关键技术之一.以DM368为核心处理器,以嵌入式Linux为板级操作系统,设计出一套可供无人机光电吊舱使用的低功耗视频实时压缩系统.与传统的嵌入式视频H.264软件编码压缩系统相比,本系统依赖DM368内嵌的视频协处理硬核处理H.264编码,具有功耗低、处理延迟小、外部电路简单等诸多优势.同时系统以嵌入式Linux为板级操作系统,实时性强,可稳定高效地管理视频采集、硬核调度、串口通信、数据输出等诸多任务.     

面向无人机蜂群的航电云多层任务调度模型

在航空作战体系中，基于航电云的无人机（UAV）蜂群作战是提高未来无人机综合作战能力的一种新模式。针对无人机蜂群作战的航电云架构，如何将云端作战任务派发到无人机且保证作战任务完成时间是其中关键。在无人机蜂群分层分簇网络结构和模块级资源虚拟化的基础上，对传统单层平台级任务调度模型进行改进，提出了一种细化到模块级的多层任务调度模型，将作战任务从云端逐层调度到无人机功能模块上执行。利用OMNeT++对无人机蜂群多层任务调度模型以及传统的单层任务调度模型分别进行仿真，云端以攻击使命组为例构建使命组集进行分配，并对任务吞吐量、消息平均端到端延时和任务完成时间进行性能对比。仿真结果表明：与平台级单层任务调度相比，在执行任务方面，模块级多层任务调度模型将单个任务平均完成时间降低了46.2%，将使命组完成时间降低了52.1%，在保证任务吞吐量的基础上具有对复杂任务更稳定的调度能力；在网络性能方面，模块级多层任务调度模型消息端到端延时更低，延时分布更集中，提高了网络消息传输的实时性。     

基于Modelica和Dymola的压气机系统的建模与仿真方法

基于压气机性能方程推导出一种新的压气机级的数学模型，并在这一模型基础上用Modelica语言和Dymola编译器建立了计算机仿真模型，编成了压气机系统仿真程序。还描述了压气机仿真程序建模系统和面向对象的体系结构，介绍了压气机系统特性分析的应用例子，并进行了仿真验证。结果表明，采用建立的仿真模型能够用来模拟压气机性能。     

无人机着陆控制的特征结构配置方法实现

针对无人机纵向着陆系统的控制需求,采用特征结构配置方法的设计方案。阐述了全状态反馈理论基础上的特征结构配置的原理以及根据设计指标确定特征结构配置的方法,并对某型无人机纵向飞控系统动态响应进行分析,给出仿真实例。仿真结果表明,应用特征结构配置方法设计出的控制器,能够使飞机准确地跟踪期望轨迹,满足系统动态性能要求。在工程中具有一定的实用价值     

区域导航无人机空中基准站的多源信息融合容错导航系统研究

作为卫星导航系统的补充和备份,区域导航服务系统近年来得到较大发展。在基于无人机的区域导航服务系统中,无人机自身的定位精度对区域导航服务系统的可靠运行有直接的影响。针对无人机导航传感器及系统的容错和可靠性问题,设计了具有针对性和自优化功能的多源信息融合容错导航方案,提出了一种优化的基于矢量分配形式的自适应联邦滤波算法。通过对每个状态量设计不同的信息分配系数,实现传感器量测噪声的动态优化调整,有效减小了传感器故障对融合导航系统的影响,提高了无人机导航系统的鲁棒性。验证分析表明,该方法可以减小子滤波器故障信息对融合导航系统联邦滤波全局估计的影响,避免了故障子滤波器在信息重置过程中对系统造成的污染,提高和保障了无人机空中基准站多源信息融合导航系统的稳定性和可靠性。