無(wú)人機(jī)作為模擬飛機(jī)類來(lái)襲目標(biāo)，可為防空武器系統(tǒng)的火控雷達(dá)校飛、射擊等任務(wù)提供空中靶標(biāo)，是武器系統(tǒng)研制、鑒定過(guò)程中必不可少的裝備。作為無(wú)人機(jī)的核心組成部分之一，飛控系統(tǒng)通過(guò)控制無(wú)人機(jī)的姿態(tài)，從而完成無(wú)人機(jī)各種模態(tài)下的飛行任務(wù)。某無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)現(xiàn)有的測(cè)試方法包括分立部件測(cè)試和部件裝機(jī)后的整機(jī)綜合測(cè)試。兩種方法均屬于常規(guī)的靜態(tài)測(cè)試，組織實(shí)施復(fù)雜、測(cè)試效率較低、任務(wù)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，而且對(duì)于無(wú)人機(jī)實(shí)際飛行過(guò)程的動(dòng)態(tài)性能無(wú)法驗(yàn)證，對(duì)測(cè)試中出現(xiàn)的故障難以定位，對(duì)于飛行中的環(huán)境干擾因素（主要是風(fēng)干擾）和傳感器失效后無(wú)人機(jī)的飛行情況也無(wú)法模擬，從而無(wú)法有針對(duì)性的進(jìn)行飛行控制策略修正。綜上問(wèn)題，研制一套無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺(tái)的任務(wù)顯得尤為迫切。

1 平臺(tái)總體功能及設(shè)計(jì)方案

1．1 平臺(tái)總體功能

該平臺(tái)以現(xiàn)有某型無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)為測(cè)試對(duì)象，主要完成以下功能：

（1）與無(wú)人機(jī)飛控計(jì)算機(jī)和電動(dòng)舵機(jī)、油門電機(jī)等實(shí)物結(jié)合，完成飛控系統(tǒng)的仿真測(cè)試；

（2）具備風(fēng)干擾、力矩干擾條件下的飛行性能模擬，并以二維曲線方式實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的飛行航跡、舵偏角、舵偏角速率等變化情況；

（3）能夠進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)部分傳感器的故障設(shè)置，進(jìn)行故障情況下的飛行模態(tài)仿真。

1．2 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案

半物理仿真平臺(tái)由硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件兩部分組成。硬件設(shè)備包括新建的飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)、傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)、遙控／遙測(cè)模擬分系統(tǒng)、指揮顯示分系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)外形顯示分系統(tǒng)，以及現(xiàn)有的飛控計(jì)算機(jī)、飛控計(jì)算機(jī)接口箱、電動(dòng)舵機(jī)、油門電機(jī)等實(shí)物。應(yīng)用軟件包括新建各分系統(tǒng)的應(yīng)用程序。半物理仿真平臺(tái)的原理組成框圖如圖1所示。

半物理仿真平臺(tái)的工作原理概況如下：傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)通過(guò)接口箱與飛控計(jì)算機(jī)交換無(wú)人機(jī)的舵偏角、角速率、油門開度、遙控指令、外部干擾等信息，并向飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)傳輸采樣轉(zhuǎn)換后的飛控計(jì)算機(jī)執(zhí)行結(jié)果，向遙控／遙測(cè)模擬分系統(tǒng)傳輸遙測(cè)信息（包括傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬設(shè)備的仿真數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)、遙控指令回令等）。飛控計(jì)算機(jī)將接收到信息進(jìn)行解算處理后，控制電動(dòng)舵機(jī)、油門電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，并將執(zhí)行結(jié)果返回至傳感器與機(jī)載測(cè)控模擬分系統(tǒng)。飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)將解算后的飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)送到無(wú)人機(jī)外形顯示分系統(tǒng)，解算后以三維動(dòng)畫的形式顯示無(wú)人機(jī)的姿態(tài)、油門開度、高度變化等信息。指揮顯示分系統(tǒng)將收到的無(wú)人機(jī)位置、高度、速度信息在數(shù)字地圖上顯示，適時(shí)發(fā)出指揮口令，由操作手干擾無(wú)人機(jī)的飛行。無(wú)人機(jī)的三維外形、測(cè)控?cái)?shù)據(jù)、指揮顯示界面通過(guò)KVM切換器分時(shí)在投影幕上顯示。

2 平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)方案

2．1 平臺(tái)硬件選型原則

（1）應(yīng)用軟件運(yùn)行平臺(tái)選擇原則

由于該平臺(tái)屬于固定式測(cè)試設(shè)備，因此在各分系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行平臺(tái)的硬件應(yīng)盡量采用機(jī)架式工控機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī)，主板插槽的數(shù)量和類型應(yīng)相對(duì)充裕，以便于現(xiàn)有硬件板卡的安裝和平臺(tái)的后續(xù)功能拓展。