无人机模拟训练系统的半实物仿真设计
摘 要: 无人机模拟训练系统用于进行无人机飞行前地面调试及飞行中操纵监控的模拟。以数学模型、实物模型、仿真计算机、仿真软件和其他辅助设备等为一体, 构建半实物仿真无人机训练系统。阐述了基于半实物仿真技术的无人机模拟训练系统的功能和结构, 具体说明了系统的仿真模块算法、设计及关键技术的实现途径。
关键词: 模拟训练， 半实物仿真，视景仿真
引 言
系统仿真是利用科学方法构造能够足以反映实际系统表征和基本特性的模型, 以达到开展系统实验、分析、研究的目的。随着技术的不断发展, 系统仿真已经被广泛应用于各种大型武器平台研制、生产和训练中。
1 仿真系统的功能和系统结构
本无人机模拟训练系统可以模拟无人机飞行前地面检测和无人机实际飞行、稳定平台运动和光电传感器视角变化。在模拟的实际飞行环境下, 训练人员可通过飞行控制软件、领航控制软件、任务控制软件等对“飞行”中的无人机和任务设备进行控制, 并可进行目标定位和炸点校射训练; 监控人员可通过综合训练控制软件对飞行进行故障设定, 以训练处理紧急情况的能力, 同时可对训练情况进行监控和评估[3] 。其组成包括系统地面控制模拟和系统机载模拟两大部分。训练系统主要由多台功能不同的仿真计算机组成, 通过分布式网络通讯, 传送信息流,实现对地面控制设备和无人机及任务设备控制和状态的监控。如下页图1 所示。
①模拟机载系统地面检测程式训练, 包括单体设备检测、各分级检测、系统检测等;
② 进行无人机操纵飞行模拟训练; 可设置各种飞行环境、飞行方案; 能模拟飞行准备、地面检查、起飞爬升、近场调飞、远距飞行、天线跟踪( 丢失、搜索、捕获和自动跟踪) 、平台控制、伞降回收、飞机自毁等飞行的全过程;
③ 进行无人机任务控制模拟训练, 包括照相、电视和红外侦察, 目标定位、炸点校射;
④设置训练科目, 进行任一指定科目的训练;
⑤在模拟飞行中, 改变飞行环境, 设置、清除飞行控制故障, 并对训练情况进行监控;
⑥对训练人员操作情况进行评估。
2 半物理仿真系统关键技术与实现
2. 1 无人机飞行仿真建模
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3 结束语
在实验室利用无人机半实物仿真训练系统, 可以设置不同的初始条件模拟无人机实际飞行状况,对无人机地面控制系统和机载控制系统实现训练,也可以在实验室复现无人机实际飞行出现的一些故障现象, 提高训练针对性和应急处理能力。由于无人机半实物仿真训练系统具有较好重复训练性, 节约大量费用和延长装备使用寿命。
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