【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机飞行仿真领域，尤其涉及一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统。
技术介绍
1、横列式双倾转旋翼飞行器是结合了直升机和固定翼飞机特点的飞行器。与固定翼飞机相比可不依靠跑道垂直起降，与直升机相比航程更远、飞行速度更快，但多种飞行模态导致其模型复杂。同时该构型飞机也集成了两种飞机的结构并增加了驱动旋翼倾转的倾转机构，导致机体结构繁复。这些都大大增加了系统的研制和验证难度，同时复杂的模型和结构也增加了系统发生故障的风险，因此在横列式双倾转旋翼飞行器研制过程中急需一种专用半物理仿真系统用于设计试验验证。
2、在现有技术中，直升机或固定翼飞机的半物理仿真技术已经相对成熟。但是，只是建立在飞控系统和实时模拟仿真计算机之间的控制和模拟状态反馈，缺少更多双倾转旋翼飞行器专有机载设备用于仿真验证，也缺少状态故障监控的数字仿真。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统。
2、一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，包括仿真平台层、机载设备层、地面遥控测控站；
3、所述仿真平台层，包括仿真控制台、仿真计算机；所述仿真控制台用于控制整个仿真系统的运行；所述仿真计算机用于仿真模拟内置横列式双倾转旋翼飞行器模型；
4、所述机载设备层，包括设于飞行器端的飞行控制器、状态监控计算机、倾转机构；所述飞行控制器根据地面遥控测控站的任务命令，接收仿真计算机反馈的模拟传感器数据，计算控制指
5、所述地面遥控测控站，根据任务需求，由操作人员将飞行任务命令发送机载设备层的给飞行控制器。
6、所述仿真控制台，包括仿真控制台软件和通信接口，包括向仿真计算机布置何种模型、仿真开始/停止、故障设置和注入、实时数据记录,所述通信接口包括设置udp通信接口与仿真计算机连接。
7、所述仿真计算机包括仿真软件和接口软件；所述横列式双倾转旋翼飞行器模型包括倾转旋翼无人机动力学模型、运动学模型、传感器模型、舵系统模型、发动机模型、传感器故障模型、舵系统故障模型和发动机故障模型；所述接口软件包括传感器数据接口、舵系统数据接口和发动机数据接口，用于仿真计算机和各系统间通信。
8、所述飞行控制器根据模拟传感器数据，基于经典的串联式pid飞行控制算法解算飞行控制率，所述飞行控制率包括舵系统和发动机控制率、倾转机构控制率。
9、所述倾转机构为机载设备，包括电机、丝杠、倾转控制器，用于根据飞行控制器的倾转机构控制率，控制倾转旋翼飞行器旋翼倾转。
10、所述仿真计算机的反馈数据包括舵系统状态信息和发动机状态信息，所述倾转机构数据为倾转机构的状态信息；所述判断系统状态包括根据各状态信息对故障模型进行匹配，从而判断系统状态。
11、所述飞行控制器通过rs232接口接连接地面遥控测控站、倾转机构，通过 rs422接口接连仿真计算机；所述状态监控计算机通过rs422接口接连仿真计算机，通过rs232接口接连倾转机构。
12、本专利技术具有以下有益效果及优点：
13、1.由于在倾转旋翼飞行器中，倾转机构由于结构复杂等原因难以得到精确地运动模型和故障模型，因此将倾转机构加入到半物理仿真系统中，保证了整个系统精度，同时对倾转机构进行了仿真和验证，加快了倾转旋翼飞行器试验验证速度，节省倾转旋翼飞行器的开发时间。
14、2.仿真计算机包含了传感器、舵系统和发动机故障模型，可模拟机载设备进行故障设置进行故障诊断仿真实验，辅助bit功能开发。
15、3.加入了倾转机构等机载设备，可对倾转旋翼飞行器独有的倾转机构故障形式、故障产生机理进行深入分析。
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1.一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，包括仿真平台层、机载设备层、地面遥控测控站；
2.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述仿真控制台，包括仿真控制台软件和通信接口，包括向仿真计算机布置何种模型、仿真开始/停止、故障设置和注入、实时数据记录,所述通信接口包括设置UDP通信接口与仿真计算机连接。
3.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述仿真计算机包括仿真软件和接口软件；所述横列式双倾转旋翼飞行器模型包括倾转旋翼无人机动力学模型、运动学模型、传感器模型、舵系统模型、发动机模型、传感器故障模型、舵系统故障模型和发动机故障模型；所述接口软件包括传感器数据接口、舵系统数据接口和发动机数据接口，用于仿真计算机和各系统间通信。
4.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述飞行控制器根据模拟传感器数据，基于经典的串联式PID飞行控制算法解算飞行控制率，所述飞行控制率包括舵系统和发动机控制率、倾转机构控制率。
6.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述仿真计算机的反馈数据包括舵系统状态信息和发动机状态信息，所述倾转机构数据为倾转机构的状态信息；所述判断系统状态包括根据各状态信息对故障模型进行匹配，从而判断系统状态。
7.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述飞行控制器通过RS232接口接连接地面遥控测控站、倾转机构，通过RS422接口接连仿真计算机；所述状态监控计算机通过RS422接口接连仿真计算机，通过RS232接口接连倾转机构。
...【技术特征摘要】
1.一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，包括仿真平台层、机载设备层、地面遥控测控站；
2.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述仿真控制台，包括仿真控制台软件和通信接口，包括向仿真计算机布置何种模型、仿真开始/停止、故障设置和注入、实时数据记录,所述通信接口包括设置udp通信接口与仿真计算机连接。
3.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述仿真计算机包括仿真软件和接口软件；所述横列式双倾转旋翼飞行器模型包括倾转旋翼无人机动力学模型、运动学模型、传感器模型、舵系统模型、发动机模型、传感器故障模型、舵系统故障模型和发动机故障模型；所述接口软件包括传感器数据接口、舵系统数据接口和发动机数据接口，用于仿真计算机和各系统间通信。
4.根据权利要求1所述的一种横列式双倾转旋翼飞行器半物理仿真系统，其特征在于，所述飞行控制器根据模拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：何玉庆，孙晓舒，谷丰，周浩，宋明，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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