[發明專利]一種便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器

在審

• 申請號: 202111305282.2
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113985920A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 劉進;毛仲君;徐海航;葉德章;汪華松
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心空天技術研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 李小偉

1.一種便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器，其特征在于：包括飛機數字仿真模塊、快速實現工具鏈和仿真計算機；

所述飛機數字仿真模塊用于對飛機的數學模型和物理模型進行分解并分別對其進行建模，形成仿真模型；

所述快速實現工具鏈用于對飛機的仿真模型進行快速代碼自動生成；

所述仿真計算機用于加載代碼和運行結算，實現飛機模擬。

2.根據權利要求1所述的便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器，其特征在于：所述數學模型包括大氣模塊、發動機、作動器模塊、氣動參數模塊、運動方程模塊，

所述大氣模塊用于測量飛機飛行時的動壓和馬赫數并分別將其發送至運動方程模塊和發動機模塊；

所述氣動參數模塊用于測量氣動數據和接收操作指令并將氣動參數發送至運動方程模塊；

所述發動機模塊用于為整個飛機提供動力。

3.根據權利要求1所述的便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器，其特征在于：所述物理模型包括質量模型、氣動力模型和運動方程模型，

所述質量模型包括根據研究對象的質量特性數據文檔中對各個構型列舉的質量分布、重心位置以及自身慣性矩變化數據的列舉，通過二維線性插值算法，計算出無人機飛行過程中某時刻對應的重心參數、質量參數以及慣性參數；

所述氣動力模型用于評估風切變的影響并將其氣動參數進行計算，并將氣動力矩和氣動力參數發送至運動方程模型；

所述運動方程模型采用六自由度非線性運動方程，結合飛機所受的各種合力和合力矩，完成無人機六自由度飛行參數的解算。

4.根據權利要求3所述的便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器，其特征在于：所述飛行參數包括主要包括空速，攻角，側滑角；姿態角：滾轉角，俯仰角，偏航角；姿態角加速度：滾轉角加速度，俯仰角加速度，偏航角加速度；位置信息：縱向位移，橫向位移和飛行高度。

5.根據權利要求1所述的便攜式異構無人機編隊飛行飛機模擬器，其特征在于：所述仿真計算機采用CPU+FPGA架構，CPU采用TI OMAP-L138作為核心處理器，實現飛機六自由度運動學與動力學方程、大氣模型、發動機模型、執行機構模型、傳感器模型等的運行結算，而FPGA主要完成接口時序、接口擴展等功能，實現與飛機模擬器、可視化計算機、地面站的連接。