無人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的飛速發(fā)展，無論是在民用還是軍用領(lǐng)域，飛行器的速度、機(jī)動(dòng)性、升限等都得到了極大的提升，在不斷追求更高、更快和更好的機(jī)動(dòng)性能的同時(shí)，正在向著空天飛行器的方向發(fā)展。而作為飛行器的駕駛員——人類已經(jīng)不能夠勝任如此之高的強(qiáng)度。因此，無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，并呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。
　　無人機(jī)就其本質(zhì)上來說是一種飛行機(jī)器人。它與傳統(tǒng)的“有人機(jī)”相比，其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：無人機(jī)具有零人員傷亡、運(yùn)營(yíng)成本低、機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。然

2、而對(duì)無人機(jī)的研究，也存在著開發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入高、耗費(fèi)人力物力巨大等問題。因此，對(duì)于無人機(jī)進(jìn)行仿真研究也同樣具有極其重要的意義，它不僅可以大大縮短開發(fā)周期，節(jié)省成本，而且可以用于驗(yàn)證無人機(jī)自動(dòng)駕駛、決策、任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)協(xié)同、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等的可行性與正確性。
　　對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行飛行仿真主要包括空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型仿真、飛行視景仿真、自主控制和任務(wù)規(guī)劃等方面。本文主要對(duì)其中前兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了相關(guān)研究：一是對(duì)無人機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性利用R

3、BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；二是利用OSG圖形渲染引擎對(duì)無人機(jī)進(jìn)行可視化的仿真。
　　鑒于現(xiàn)代無人機(jī)飛機(jī)的氣動(dòng)布局和動(dòng)力學(xué)特性越來越為復(fù)雜，傳統(tǒng)的理論建模方法很難達(dá)到逼真的效果。因此，本文提出了一種對(duì)飛行數(shù)據(jù)采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擬合和逼近的氣動(dòng)模型建模方法。該方法可以充分利用無人機(jī)在飛行過程中記錄的飛行數(shù)據(jù)，對(duì)其氣動(dòng)特性進(jìn)行建模，不僅可以真實(shí)反映具有復(fù)雜氣動(dòng)布局的現(xiàn)代飛行器的氣動(dòng)特性，而且對(duì)單架個(gè)體具有很強(qiáng)的針對(duì)性，能夠做到有的放

4、矢。
　　在視景仿真方面，本文采用OSG渲染引擎作為開發(fā)工具，OSG是一套開源的、成熟的、應(yīng)用廣泛的圖形庫，使用OSG能夠高效、靈活和方便的進(jìn)行飛行仿真視景系統(tǒng)的開發(fā)。本文主要研究了利用VPB構(gòu)建大規(guī)模飛行地形和場(chǎng)景，視景系統(tǒng)與Matlab閉環(huán)通信和基于DirectInput的桿、舵等硬件設(shè)備參數(shù)采集等問題。
　　最后，通過將氣動(dòng)模型和視景系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試表明：采用本文論述的方法建立的無人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)，在氣動(dòng)模型、視景系統(tǒng)