無人機飛行仿真系統(tǒng)關鍵技術研究.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域，飛行器的速度、機動性、升限等都得到了極大的提升，在不斷追求更高、更快和更好的機動性能的同時，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度。因此，無人機應運而生，并呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。
　　無人機就其本質上來說是一種飛行機器人。它與傳統(tǒng)的“有人機”相比，其特點和優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：無人機具有零人員傷亡、運營成本低、機動性和適應性強等特點。然

2、而對無人機的研究，也存在著開發(fā)周期長、資金投入高、耗費人力物力巨大等問題。因此，對于無人機進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，而且可以用于驗證無人機自動駕駛、決策、任務規(guī)劃、任務協(xié)同、戰(zhàn)略戰(zhàn)術等的可行性與正確性。
　　對無人機系統(tǒng)進行飛行仿真主要包括空氣動力學數(shù)學模型仿真、飛行視景仿真、自主控制和任務規(guī)劃等方面。本文主要對其中前兩個方面的內容進行了相關研究：一是對無人機的空氣動力學特性利用R

3、BF神經(jīng)網(wǎng)絡進行數(shù)學建模；二是利用OSG圖形渲染引擎對無人機進行可視化的仿真。
　　鑒于現(xiàn)代無人機飛機的氣動布局和動力學特性越來越為復雜，傳統(tǒng)的理論建模方法很難達到逼真的效果。因此，本文提出了一種對飛行數(shù)據(jù)采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡進行擬合和逼近的氣動模型建模方法。該方法可以充分利用無人機在飛行過程中記錄的飛行數(shù)據(jù)，對其氣動特性進行建模，不僅可以真實反映具有復雜氣動布局的現(xiàn)代飛行器的氣動特性，而且對單架個體具有很強的針對性，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、應用廣泛的圖形庫，使用OSG能夠高效、靈活和方便的進行飛行仿真視景系統(tǒng)的開發(fā)。本文主要研究了利用VPB構建大規(guī)模飛行地形和場景，視景系統(tǒng)與Matlab閉環(huán)通信和基于DirectInput的桿、舵等硬件設備參數(shù)采集等問題。
　　最后，通過將氣動模型和視景系統(tǒng)進行聯(lián)合調試表明：采用本文論述的方法建立的無人機飛行仿真系統(tǒng)，在氣動模型、視景系統(tǒng)