[發(fā)明專利]一種無人駕駛飛機自動駕駛儀性能測試系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010134244.0
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN102205877A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 金安迪;張以成
• 申請（專利權）人: 金安迪
• 主分類號: B64C13/18
• 分類號: B64C13/18;G05D1/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權代理有限公司 11335
• 代理人: 王維新

技術領域

本發(fā)明涉及一種對無人駕駛飛機自動駕駛儀性能的測試裝置，能夠在地面上完成對自動駕駛儀控制性能的測試，有效避免了真機測試過程中墜機的風險及損失。

背景技術

目前，自動駕駛儀作為各種普通航模飛機甚至是無人飛機的核心測控器件，其控制效能與穩(wěn)定性極大地影響著無人飛行器的飛行效果與安全。考察當前的各種無人機自動駕駛儀測試平臺均是面對產(chǎn)品質量與運行狀態(tài)測試的，不具有在線的模擬與分析功能，無法直觀考察自動幾十億對這種機型與天氣情況的控制效能。

自動駕駛儀作為典型的多輸出控制器件，在研發(fā)與使用過程中很難對其進行低成本、快速、高效的全系統(tǒng)測試。尤其是在研發(fā)過程中危險系數(shù)很高，摔機時有發(fā)生。而且在事故發(fā)生以后故障的診斷亦很難進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有風機的上述不足，提供一種能夠在地面上對無人駕駛飛機自動駕駛儀性能測試的系統(tǒng)，其可以測試各種無人機自動駕駛儀的控制可靠性，并能實時觀測到控制指令在飛行中的執(zhí)行情況。

為了達到上述設計目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種無人駕駛飛機自動駕駛儀性能測試系統(tǒng)，是通過中央主控系統(tǒng)完成飛行模擬軟件、六自由度轉臺、自動駕駛儀三個模塊的數(shù)據(jù)循環(huán)通訊，使得飛行模擬軟件中的飛機運行姿態(tài)與六自由度轉臺的輸出姿態(tài)保持時間上的一致，達到對復雜的飛行情況在地面上實時模擬，同時自動駕駛儀采集六自由度轉臺的輸出姿態(tài)數(shù)據(jù)，并經(jīng)分析計算得到對此時飛行的矯正控制指令，控制指令通過中央主控系統(tǒng)傳遞給飛行模擬軟件，對飛行姿態(tài)進行修正，飛行模擬軟件通過中央主控系統(tǒng)再次將經(jīng)過自動駕駛儀修正后的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)主控程序傳遞給六自由度轉臺，六自由度轉臺產(chǎn)生修正后的飛行姿態(tài)，此時通過中央主控系統(tǒng)計算飛行模擬軟件的姿態(tài)數(shù)據(jù)與六自由度轉臺的姿態(tài)輸出數(shù)據(jù)，得到對自動駕駛儀性能評價的相應時間、控制準確性的技術參數(shù)。

本發(fā)明實施例所述的無人駕駛飛機自動駕駛儀性能測試系統(tǒng)，主要由中央主控系統(tǒng)、震動發(fā)生架、六自由度轉臺、飛行模擬軟件和自動駕駛儀組成，所述中央主控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口分別連接六自由度轉臺、飛行模擬軟件和自動駕駛儀，通過中央主控系統(tǒng)實現(xiàn)了六自由度轉臺、飛行模擬軟件和自動駕駛儀之間數(shù)據(jù)的閉環(huán)循環(huán)傳遞；所述中央主控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口還連接震動發(fā)生架。

其數(shù)據(jù)傳遞流程為：

一、所述飛行模擬軟件支持輸出飛行器位置姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能，將這些位姿數(shù)據(jù)經(jīng)過中央主控系統(tǒng)輸入給六自由度轉臺，利用六自由度轉臺實時產(chǎn)生與數(shù)據(jù)相一致的方位。

二、此時六自由度轉臺正在模擬真實飛機的飛行，自動駕駛儀利用自身的傳感器、陀螺儀采集數(shù)據(jù)，并經(jīng)過分析計算，得到對此時飛行的矯正控制指令，以使飛機按照指定規(guī)劃飛行。

三、自動駕駛儀經(jīng)分析計算產(chǎn)生的控制指令通過中央主控系統(tǒng)傳遞給飛行模擬軟件對飛行姿態(tài)進行修正；飛行模擬軟件飛行模擬軟件再次將經(jīng)過自動駕駛儀修正后的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)中央主控系統(tǒng)傳遞給六自由度轉臺，此時六自由度轉臺產(chǎn)生修正后的飛行姿態(tài)。

四、重復上述步驟，從而形成一個閉環(huán)循環(huán)傳遞過程。

所述飛行模擬軟件中輸入的氣等參數(shù)可以經(jīng)過中央主控系統(tǒng)再次傳入給六自由度轉臺，六自由度轉臺的震動輸出姿態(tài)通過震動發(fā)生架實現(xiàn)，震動發(fā)生架的震動參數(shù)來源于中央主控系統(tǒng)接收得飛行模擬軟件的飛機姿態(tài)輸出數(shù)據(jù)。

安裝底座上安裝固定測試系統(tǒng)中的各個設備模塊，放置在平面坐標中心的為自動駕駛儀，自動駕駛儀周圍安放著為其提供姿態(tài)數(shù)據(jù)的三個陀螺儀，三個陀螺儀呈X/Y/Z三個不同方向安裝；整個系統(tǒng)的四個邊角處安裝四個震動發(fā)生架，用于產(chǎn)生震動；因為飛機飛行中，震動會對自動駕駛儀性能產(chǎn)生嚴重影響，四個震動發(fā)生系統(tǒng)用于模擬真實飛行情況。三相異步電機安裝在電機支架上，同時三相異步電機轉軸處安裝偏心輪。電機支架用于連接震動發(fā)生裝置與整個系統(tǒng)安裝底座。采用旋轉偏心輪的方式產(chǎn)生振動。三相異步電機的轉速采用閉環(huán)控制方式，這樣可以實現(xiàn)對轉速的實時反饋控制，進而間接實現(xiàn)對震動頻率的控制，實現(xiàn)了對飛機飛行情況的實時模擬。

所述中央主控系統(tǒng)：負責各個部分控制與數(shù)據(jù)采集、顯示、記錄、傳遞等，提供三種模擬測試方式。實現(xiàn)對震動控制、轉臺控制、飛行模擬軟件通訊、自動駕駛儀通訊、PWM波讀取、數(shù)據(jù)的多種顯示方式與記錄等功能。