无人机三维实时航迹规划仿真平台

无人机航迹规划是任务规划中的关键技术,为得到一条既安全可靠又全局代价最优的三维航迹.针对实现实时动态规划最佳航迹,利用图形用户界面开发环境,规则网格的数字高程地图模型建立了基于地形因素的多种威胁源模型,采用改进型概率地图法(probabilistic roadmap method,PRM)与最短路径搜索-Dijkstra算法相结合的方法规划了三维航迹.最终设计的平台能够实现多种航迹规划算法的搜索,二维与三维、实时与非实时、单机与多机的航迹规划仿真.通过平台的实际运行,证明了改进PRM算法的高效性,同时验证了该平台的有效性与实用性.     

无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制

对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架。在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台。利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各模块相对独立,有较好的移植性和工程应用性,系统测试结果表明了该平台设计的合理性,为无人机故障注入与故障诊断通用仿真平台设计提供了有益参考。     

基于消息总线的分布式仿真在CAS中的应用

仿真和模拟方法是解决管理领域特有复杂性问题的一个重要途径.分析和比较了多种分布式仿真解决方案,采用基于Java 消息服务(Java message service,JMS)的消息总线技术,用Jboss的应用服务器平台实现底层消息通信,同时采用统一建模语言(unified modeling language,UML)对分布式仿真系统进行建模并最终用Java语言编程实现分布式仿真系统平台.通过一个人群-工作互动的具体应用,表明基于消息总线的分布式仿真对解决管理领域的复杂性问题具有可行性,同时对以较小成本开发的分布式仿真平台也具有一定的通用性.     

基于消息平台的网络办公系统研究

提出了全新的消息平台的概念并加以讨论和实现。互联网上消息平台的应用将互联网的工作方式由被动改为主动,这将使得互联网不再是一个数据仓库,而是办公、业务支持的好助手。以消息平台在电子公文模块的设计方法及实现为例,可以看出消息平台的概念具有很强的推广价值。     

基于消息的离散事件仿真方法

本文提出了一种基于沙息的离散事件仿真方法,它将面向对象的程序设计方法,分布式仿真和并行算法的概念结合在一起,与传统的离散事件仿真方法相比,是一种更加灵活而直观的模型仿真方法。     

基于模型的四旋翼无人机半实物仿真平台研究

为了降低在真实飞行器上测试新的控制策略时所存在的设备损坏风险,对四旋翼无人机的控制器和半实物仿真实验平台进行了开发和介绍;首先,分析了四旋翼无人机基本结构和飞行原理,并对其进行了动力学建模;其次,设计了对应的常规PID控制器和滑模控制器,并进行了Matlab仿真对比和分析;最后,展示了采用先进的基于模型的设计方法和代码自动等技术的半实物仿真实验平台,并详细介绍了其硬件和软件的总体架构和不同模块的配置;仿真结果表明所设计滑模控制器相比于PID控制器有更好的控制效果,并给出了其在半实物仿真平台上用来研究四旋翼无人机姿态控制的可行性。     

基于STAGE的无人机作战仿真研究

在对无人机作战特点及使用样式深入研究的基础上,综合运用STAGE(scenario toolkit and generation environment)仿真软件,给出以HLA为核心的无人机作战仿真系统框架,构建无人机和导弹等关键实体扩展模型,开发了战场仿真环境。结合无人机典型作战想定,设计了仿真流程,并进行仿真推演。结果表明此战法打击效果较好,具有一定实用意义,为无人机作战研究提供了一种新的可行研究思路。     

基于虚拟现实的四旋翼无人机控制仿真教学平台

针对现有仿真教学平台在开展对四旋翼无人机控制仿真教学时存在的问题,引入虚拟现实技术开展对四旋翼无人机控制仿真教学平台的设计研究。首先,利用MATLAB和Java设计四旋翼无人机控制仿真教学平台结构框架;其次,对平台中所需的无人机、蓝牙、通信芯片等硬件选型;最后,利用虚拟现实技术构建四旋翼无人机控制模型。通过对比实验证明,新的仿真教学平台可以实现对无人机控制飞行轨迹的直观展示,对于提高仿真教学质量具有重要的意义。     

基于AeroSim的先进无人机仿真平台的设计与实现

在无人机飞行仿真研究方面,存在所建立的模型具有专用性强及可重用性差等问题,文中介绍了一种基于AeroSim模块集所开发的无人机全数字仿真平台,使用了MATLAB/Simulink作为仿真软件的开发环境;在综合考虑了各类影响飞行性能的因素后,根据飞行器建模的通用方法,构建了无人机的全量非线性方程;以模块化的思想进行了仿真子系统的建立,描述了各模块间的关联及功能;在控制律的验证方面,设计了一种非线性动态逆控制器;仿真结果表明,该平台直观性强,所设计的控制器能够保证无人机姿态稳定,并准确地跟踪预定航线,具有较好的模拟效果。     

无人机综合仿真与测试平台技术研究

固定翼无人机在军事,国防,民用上都具有非常广泛的应用。无人机系统包括三大部分：无人机机体,无人机地面控制站以及无人机地面综合检测站。详细介绍了当前已交付使用的一种适应于多种型号的无人机地面综合实验平台,包括无人机地面飞行仿真和地面检测和故障诊断三个部分。从整体设计方案出发,从技术角度分析各个子系统的功能和设计方案。提出了可以应用于无人机地面实验平台的基于专家系统的遥控-遥测知识对的知识库的建立和通过搜索知识库的故障诊断方法。并以一个平台子系统为例介绍了以任务管理和数据流控制为核心的软硬件设计方案。     

基于VxWorks的无人机半物理仿真研究

为满足无人机飞控/导航控制律参数调节的需要,提出了新的基于MATLAB/Simulink/RTW和嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机半物理仿真方法。建立无人机仿真模型,给出了仿真模型配置的关键技术。该系统的硬件平台采用PC/104总线的体系结构,利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。仿真结果表明,系统具有良好的性能和稳定性。     

基于三维程控的无人机协同编队飞行研究

基于三维程控飞行策略,对多无人机(UAV)协同编队飞行控制进行研究,提出一种多机同方位任务需求的编队控制方法.采用“长机-僚机”编队结构模式控制编队飞行,以编队中的长机航迹坐标为基准坐标系实现了僚机与长机相对位置一致的控制;实现了编队中所有无人机同时到达指定位置并保持速度相对稳定的控制.通过航路规划和编队遥调,实现了人工干预与自动控制结合的编队飞行策略.仿真结果表明,该方法具有较好的可实施性、管理性、应用性和安全性.     

无人机实时飞行仿真系统的时滞补偿方法

针对无人机半物理仿真系统的模拟运动滞后问题,在分析无人机模型和飞行仿真转台模型的基础上,提出一种新的飞行仿真系统构建方案.基于自适应逆控制和李亚普洛夫函数,设计了能够补偿运动滞后的数字控制器.将原始无人机模型与数字控制器进行联合计算,获取无人机修正模型的输出,完成了对仿真运动滞后的补偿.仿真结果说明了时滞补偿方案的有效性.     

无人机六自由度飞行建模与仿真研究

鉴于无人机在军事和民用领域广泛的发展,用数字仿真的手段可以验证无人机在特定条件下是否达到了飞行品质的要求,进而进行半实物仿真,最后进行飞行试验。通过飞行仿真可以缩短无人机的研制周期,降低研制经费和风险。无人机六自由度飞行仿真建模研究对无人机系统的初期研究和后期模拟训练器的研制都起着重要的作用。课题组利用Simulink工具进行了无人机六自由度飞行建模仿真研究,所建立的无人机的六自由度空气动力学模型既可以进行纯数字的仿真试验,也可以为后续研制高逼真的无人机模拟训练器中无人机动力学模型设计打下基础。     

基于前置层和消息总线的数据传输

大量模块或者第三方数据接入以及上层用户定制应用需求的繁杂性必定要求系统在数据传输上具备灵活、通用、可扩展等性能,因此设计和实现一种驿站中间层数据传输方案成为开发人员的一项关键任务.数据接入方面增加统一处理数据的前置层,设计中采用链路连接层、规约处理层、前置管理层的架构并构建了前置实时数据处理库;考虑到跨平台和数据类型区分处理清晰原则,构建了以ICE中间件和JSON串为核心的消息总线数据传输,设计与上层应用程序和前置模块的交互接口.总线传递机制将应用软件层和前置层区分来,按照协定好的消息类型通过总线实现信息交互,屏蔽了系统的多种不同的上层应用需求和前置开发通信协议特性,提高了开发人员的工作效率以及系统本身的健壮性、扩展性,同时也降低了后续维护人员的维护难度.     

基于遥测数据共享的无人机试飞监测技术研究

针对传统无人机试飞监测系统与无人机平台设计耦合度高、通用性差的问题,设计了一种轻量化的试飞监测系统。对传统的无人机指挥控制系统与试飞监测系统的构型进行分析,梳理两个系统的共性业务流程,确定了轻量化试飞监测系统的构型。阐述了试飞监测软件的架构设计,并重点对数据解析模块进行介绍,提出了一种基于配表的遥测数据解析技术,使不同型号的试飞监测需求与软件框架相隔离,保证了软件的通用性。实际应用表明,所设计的无人机试飞监测系统避免了机上测试改装,缩短了无人机系统的研制周期,具有很高的工程实用价值。     

基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究

为提高四旋翼无人机的飞行稳定性、无人飞行器控制系统的鲁棒性和控制精度,以建立的四旋翼无人机飞行控制系统模型为基础,采用现代控制理论与传统控制论相结合的方法,针对姿态角速率、姿态角分别设计内环LQR(线性二次型调节器)控制器,及外环PID控制的双回路闲环控制器.充分利用PID控制器易于掌握且对模型要求精度低、LQR控制器能改善内回路的动态特性和稳态性能的特点,完成四旋翼无人机的飞行控制.通过实验遴选该双闭环控制器相关参数并进行优化,实验结果表明所设计的双回路控制器控制性能指标良好.     

基于Qt的小型无人机地面站软件设计与实现

介绍小型无人机地面控制系统的架构和主要功能,着重讨论Qt环境下使用第三方串口通信类、Qwt虚拟仪表、Google离线地图、SQLite数据库,以实现无人机地面站控制软件的通信链路、飞行数据显示、电子地图、飞行数据的存储等功能。实验表明,该系统能够基本实现预期的功能。     

基于ActiveMQ的异步消息总线的设计与实现①

MOM（Message-Oriented Middleware,消息中间件）是解决异构分布式系统中通信和排队问题的中间件技术,ActiveMQ则是MOM的一个跨语言跨平台实现。首先介绍了ActiveMQ的特点,并对其性能和稳定性进行了对比测试。然后,在其基础之上增加了消息总线控制功能,构建了一个通用的异步消息总线。经过实践证明,该消息总线可以提高移动增值业务的开发效率和处理性能。     

基于GIS的公交运营仿真系统的设计与实现

本文针对公交公司对公交车辆行车方案进行直观观测的实际需求,结合MapInfo和MapX-treme地图信息软件,从电子地图、数据库和仿真流程三个方面出发,设计并实现了一个基于GIS的公交运营仿真系统。最后,以武汉公交536线路为例,给出了系统对该线路上的车辆行车方案的仿真效果,并对仿真结果进行了简要分析。