一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构及其仿真方法
技术特征:
1.一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构,其特征在于,包含以下模块:
2.根据权利要求1所述的一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构,其特征在于:所述飞控计算机和航电计算机通过专用数据通道连接,两者的协作机制包括:
3.根据权利要求2所述的一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构,其特征在于:所述飞控航电专用数据通道是飞控计算机与航电计算机之间有线连接的双工通信接口,硬件形式包括ttl电平、rs232或rs485。
4.根据权利要求2所述的一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构,其特征在于:所述飞控执行器标定模型以电机旋翼系统、舵机操纵面系统为主,以电机旋翼系统为例,航电计算机采集动力母线电压和空速数据,更新标定模型中的电压-空速维度,得到拉力-油门维度的降维模型参数集,与空速、攻角、侧滑角地采样率测量值打包成自定义数据帧后发送给飞控计算机,在底层控制中将期望拉力转换为归一化的油门量。
5.根据权利要求4所述的一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构,其相应的仿真方法,其特征在于:包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的仿真方法,其特征在于:所述单机模拟器是标准化嵌入式系统和可定制化软件模板的总称,通过对软件模板的不同实现,可模拟任意机载传感器单机或执行器单机的输入输出行为;对于传感器单机模拟器,其输入为动力学仿真数据,驱动软件模板中的传感器数学模型得到虚拟测量值,并按照真实传感器的输出协议封装为数据帧,按实际帧率通过真实硬件接口发送给飞控或航电计算机;对于执行器单机模拟器,使用与真实执行器一致的输入接口连接至飞控或航电计算机,解析控制指令并驱动执行器数学模型,计算得到执行器输出的力或力矩物理量,最后按自定义协议发送至动力学目标机,形成硬件在环仿真回路。
7.根据权利要求5所述的仿真方法,其特征在于:所述动力学目标机采用一种积分步长自适应的微分方程求解器,其算法工作步骤如下:
技术总结
本发明公开一种尾座式电动飞行器的飞控航电通用架构及其仿真方法,其模块组成包括:飞控计算机、航电计算机、综合电源模块、力学目标机、单机模拟器、飞控航电地面站等,飞控和航电计算机通过内部专用数据通道连接协作,分工处理不同采样率的传感器数据,同时实现对电动飞控执行器高维复杂标定模型的高效部署。本发明可适用于任意气动外形和飞控执行器配置的尾座式电动飞行器的飞控航电系统开发、仿真和样机试飞;通过将飞控执行器的高维标定模型在飞控和航电上分布式部署并做级联式异步更新,可以兼顾执行器标定模型复杂度和飞行控制输出精度;相应的硬件在环仿真方法具有数值实时性和快速灵活搭建的优势。
技术研发人员:邱炜,范丽,何云瀚,邢纪伟
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/28
技术研发人员:邱炜,范丽,何云瀚,邢纪伟
技术所有人:浙江大学
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