簡述無人機飛控系統在線交互仿真技術

劉慧芳

【摘要】 現階段的無人機飛控系統設計方法已經不能夠滿足安全應對各種干擾以及高精度控制、飛行的需求，在線交互仿真技術的應用能夠有效的解決上述問題。因此，文章對無人機及飛控系統進行了概述，探析了無人機飛控系統在線交互仿真技術，以供參考。

【關鍵詞】 無人機 飛控系統 在線仿真技術

一、前言

無人機以其獨特的優勢被廣泛的應用在眾多領域，特別是在戰術方面。在線交互仿真技術能夠對無人機飛控系統的性質、運動變化等進行推斷，并通過仿真模型和更新、校正模型對無人機飛控系統進行更新和校正，以此保證無人機飛控系統的準確度和精度。

二、無人機及飛控系統的概述

1、無人機。無人機是一種集攻擊、監視、偵查等于一體的航空作戰系統，主要由四部分組成，即綜合保障設備、有效荷載、測控和信息傳遞以及飛行器平臺。無人機承擔著感知戰場情勢、采集戰場情報等任務，實現對目標跟蹤定位、偵查監視戰區等，還能對地面目標、其他作戰平臺等進行準確打擊，已經成為現代化、信息化戰場必不可少的戰斗單元。

2、無人機飛控系統。無人機飛控系統主要由四部分組成，即地面監測和操控終端、伺服作動系統、管理和控制計算機以及傳感器系統。該系統能夠實現對無人機的火力控制（包括應急投放、發射控制以及對 掛在武器狀態的監控）、設備管理（包括對設備工作狀態的檢測和管理）、飛行管理（包括遙測管理、遙控管理、導航解算管理、機載設備故障管理以及飛行任務管理等）以及飛行控制（包括著陸與回收控制、下滑與爬升控制、側向偏差控制、高度控制以及動作控制）。

三、無人機飛控系統在線交互仿真技術

3.1 在線交互仿真技術原理

無人機飛控系統在線交互仿真技術原理表現為：在無人機飛控系統的監控終端與地面操控終端中嵌入實時仿真系統，實現對無人機飛行過程的實時、在線仿真，并對傳感器下傳的各種信息（如姿態、速度以及軌跡等）進行接收。同時，還可以利用上述信息更新和校正仿真系統模型，以此保證仿真系統信息的準確性、完整性和有效性。由在線仿真系統對無人機的遙測數據和采集的仿真數據進行對比，能夠對無人機的伺服動作系統、傳感器以及計算機的運行狀態和變化狀況進行實時監測，準確的判斷無人機在飛行的過程中是否存在故障，為人工決策提供可靠的參考。

3.2 無人機飛控系統在線交互仿真模型的創建

1、無人機飛控系統在線交互仿真模型的創建。仿真模型的創建是實現無人機飛控系統在線交互仿真的前提，無人機飛控系統和武器控制系統的區別在于前者需要對起飛、回收以及著陸過程進行精準的控制，這就要求創建相應的數學模型。同時，在進行仿真模型創建的過程中還需充分的考慮無人機飛控系統的特征和實際要求，如接口協議存在的數據截斷誤差以及實際運行動態等，以此創建符合無人機實際性能的仿真模型。無人機飛控系統數學模型主要由以下幾部分組成：控制系統模型、機體運動學模型、發動機模型、氣動模型、大氣環境模型以及干擾模型等，通過對上述模型綜合、統一，形成完善的在線交互仿真高精度數學模型。為了保證仿真模型的實用性，不能設定理想、固定、統一的初始條件，而是應該根據無人機飛行的實際環境確定模型的初始條件。

2、實例分析。以某無人機為例，該無人機在飛行時的數學仿真結果如圖1、圖2所示，分別表示無人機在低溫、高溫以及常溫條件下的速度曲線以及高度曲線。由此可知，當溫度不同時，其對無人機速度以及高度控制造成的影響程度也存在一定的差異。同時，圖3和圖4分別表示無人機在有常值風干擾和無常值風干擾條件下的速度和高度曲線。總之，在選擇無人機飛行控制仿真模型初始條件時，需要對無人機飛行的具體環境條件進行分析，然后確定合適的初始條件。選擇初始條件的原則主要包括：①根據無人機飛行環境的實際溫度，確定仿真模型的初始溫度條件。②確定無人機飛行地段的風場模型，然后確定仿真模型的風干擾模型。③依據全機地面試驗結果，對影響無人機飛行的因素進行推算，最終確定無人機飛控系統在線仿真模型的初始條件。

結束語：無人機已經成為現代化、信息化戰場必不可少的戰斗單元，飛控系統作為無人機的管控系統，通過利用在線交互仿真技術創建相應的仿真模型，并利用傳感器直接采集量更新仿真模型和傳感器間接采集量反解關鍵信息更新仿真模型，對仿真模型進行實時更新和校正，能夠有效的提高無人機的飛行準確度和精度，提高飛控系統的智能化水平。

參 考 文 獻

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