專利名稱：翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于翼傘系統(tǒng)歸航控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及對(duì)翼傘空投實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的改進(jìn)，具體為翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
翼傘氣動(dòng)性能優(yōu)良，通過(guò)自動(dòng)或者手動(dòng)的滑翔轉(zhuǎn)彎控制實(shí)現(xiàn)比較精確的定點(diǎn)著陸。又以其低成本在各領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。如無(wú)人機(jī)和飛船返回艙的回收、人員和武器裝備的空投、高空風(fēng)能發(fā)電等。翼傘系統(tǒng)的操縱主要是靠左(或右)側(cè)的單側(cè)下偏，當(dāng)電機(jī)拉下左(或右)操縱繩時(shí)，翼傘系統(tǒng)向左(或右)轉(zhuǎn)彎，通過(guò)電機(jī)不斷地操縱傘繩使得系統(tǒng)沿著設(shè)定的航跡運(yùn)動(dòng)。 只有通過(guò)自主歸航控制算法不斷的進(jìn)行誤差修正，才能實(shí)現(xiàn)翼傘系統(tǒng)的精確自主歸航?，F(xiàn)行驗(yàn)證控制器的有效性和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確性的方法主要是汽車拖曳實(shí)驗(yàn)，塔臺(tái)投放實(shí)驗(yàn)和高空空投實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)的主要目的是要給翼傘系統(tǒng)提供一個(gè)接近實(shí)際的空投環(huán)境，模擬出翼傘系統(tǒng)的實(shí)際空投過(guò)程出艙，充滿完全展開(kāi)，控制器接收傘載 GPS信號(hào)，自主歸航控制算法解算控制量，控制量施加到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)翼傘系統(tǒng)進(jìn)行歸航控制，在著陸點(diǎn)精確著陸。但是這些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法都存在一定的缺點(diǎn)汽車拖曳實(shí)驗(yàn)是以一定的速度使得翼傘系統(tǒng)充滿展開(kāi)，控制算法解算出控制量， 控制量施加到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這種方法只能驗(yàn)證控制器與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)與翼傘連接的正確性，并不能很好的驗(yàn)證自主歸航控制算法的有效性。塔臺(tái)投放實(shí)驗(yàn)是將翼傘系統(tǒng)在完全充滿展開(kāi)的情況下，以給定的初始速度在一定的高度下落，這種方法既能驗(yàn)證控制器與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)與翼傘連接的正確性，又能在一定程度上驗(yàn)證自主歸航控制算法的有效性，但是由于塔臺(tái)投放高度有限，并不能很好的驗(yàn)證自主歸航控制算法的有效性。高空空投實(shí)驗(yàn)是用飛機(jī)將翼傘系統(tǒng)載至一定高度的高空，可以完整實(shí)現(xiàn)翼傘出艙直至著陸的過(guò)程，這種方法既能驗(yàn)證控制器與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)與翼傘連接的正確性，又能驗(yàn)證自主歸航控制算法的有效性，但是費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大、組織一次實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)。為了能在實(shí)際空投前驗(yàn)證控制算法的有效性和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確性，期望有一種驗(yàn)證周期短、節(jié)約成本、高度逼近實(shí)際空投環(huán)境的實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，能夠模擬翼傘自主歸航過(guò)程真實(shí)工作環(huán)境的測(cè)試平臺(tái)。本發(fā)明提供的翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括電機(jī)操縱系統(tǒng)、傘載控制系統(tǒng)和翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)；
電機(jī)操縱系統(tǒng)包括底座，底座上安裝的支撐架，以及用于控制翼傘系統(tǒng)左下偏的左電機(jī)和右下偏的右電機(jī)，左電機(jī)和右電機(jī)軸套上各安裝有一個(gè)用于卷動(dòng)翼傘操縱繩的絞盤(pán)，用于控制翼傘后緣的兩根翼傘操縱繩的一端分別固定并纏繞在其中的一個(gè)絞盤(pán)上，翼傘操縱繩的另一端繞過(guò)支撐架頂端橫梁上安裝的滑輪后各固定有一個(gè)模擬左右下偏控制時(shí)翼傘操縱繩受力的重錘，左電機(jī)和右電機(jī)分別通過(guò)電機(jī)控制器輸出動(dòng)力線連接傘載控制系統(tǒng)中的電機(jī)控制器，左電機(jī)和右電機(jī)上同時(shí)各安裝有一個(gè)用于反饋翼傘操縱繩位置的多圈電位器，多圈電位器通過(guò)反饋信號(hào)線連接傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元；傘載控制系統(tǒng)包括兩個(gè)電機(jī)控制器，分別與電機(jī)操縱系統(tǒng)中左電機(jī)或右電機(jī)連接，用于對(duì)左電機(jī)或右電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)控制算法并提供控制策略的微控制單元，分別與兩個(gè)電機(jī)控制器連接，同時(shí)通過(guò)反饋信號(hào)線分別連接電機(jī)操縱系統(tǒng)中的兩個(gè)用于反饋電機(jī)控制位置的多圈電位器，微控制單元根據(jù)多圈電位器的反饋信號(hào)及翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)解算的翼傘系統(tǒng)的位置對(duì)左電機(jī)或右電機(jī)進(jìn)行控制，電源，用于為兩個(gè)電機(jī)控制器供電；翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)與傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元連接，由仿真PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，仿真PC機(jī)采用空投過(guò)程中的翼傘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)非線性模型，仿真PC機(jī)將解算的翼傘系統(tǒng)的位置實(shí)時(shí)顯示形成動(dòng)態(tài)的翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖，并將解算的翼傘系統(tǒng)的位置以GPS 的信號(hào)格式提供給傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元。所述的左電機(jī)和右電機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)能夠?qū)g盤(pán)施加正、反兩個(gè)方向的力矩。所述的動(dòng)力學(xué)非線性模型為六自由度非線性模型，包括翼傘系統(tǒng)的三維位置信息，即慣性坐標(biāo)系下的X、Y和Z三軸位置，以及三個(gè)歐拉角信息，即俯仰角、滾轉(zhuǎn)角和偏航角，在滿足接口協(xié)議的條件下，與傘載控制系統(tǒng)無(wú)縫連接。所述的GPS信號(hào)格式的位置包括經(jīng)緯度和高度信息，它由仿真PC機(jī)實(shí)時(shí)解算慣性坐標(biāo)系下的三軸位置得到，并傳遞到傘載控制系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)中采用的裝置簡(jiǎn)單、節(jié)約成本，在室內(nèi)就可以完成實(shí)驗(yàn)。2)位于PC機(jī)的翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)采用空投過(guò)程中的翼傘系統(tǒng)六自由度非線性模型，可以設(shè)置較復(fù)雜的外界環(huán)境以高度逼近真實(shí)的空投過(guò)程。3)翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)可以綜合驗(yàn)證自主歸航控制算法的有效性和控制器檢測(cè)與控制多任務(wù)協(xié)調(diào)的正確性以及操縱傘繩的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確性。通過(guò)實(shí)時(shí)顯示在PC機(jī)上的翼傘系統(tǒng)歸航曲線來(lái)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的自主歸航控制算法的有效性；電機(jī)操縱系統(tǒng)可以驗(yàn)證控制器檢測(cè)與控制多任務(wù)協(xié)調(diào)的正確性以及操縱傘繩的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確性。4)翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)作為一種實(shí)驗(yàn)手段，驗(yàn)證周期短、可重復(fù)利用率高，其為自主歸航控制器的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)以及驗(yàn)證提供了有效的手段和開(kāi)發(fā)環(huán)境。


圖1為翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，0-支撐架，1-左電機(jī)，2-右電機(jī)，3-絞盤(pán)，4-絞盤(pán)，5_翼傘操縱繩，6_翼傘操縱繩，7-重錘，8-重錘，9-滑輪，10-滑輪，11-多圈電位器，12-多圈電位器，13-反饋信號(hào)線，14-反饋信號(hào)線，15-微控制單元，16-控制量輸出信號(hào)線，17-控制量輸出信號(hào)線，18-電機(jī)控制器，19-電機(jī)控制器，20-電機(jī)控制器輸出動(dòng)力線，21-電機(jī)控制器輸出動(dòng)力線，22-電源線(負(fù))，23_電源線(正)，M_電源，25-翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)提供控制信號(hào)的信號(hào)線，26-翼傘系統(tǒng)仿真模型，27-GPS信號(hào)的信號(hào)線，28-電機(jī)操縱系統(tǒng)，29-傘載控制系統(tǒng)， 30-翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)。圖2為實(shí)時(shí)顯示形成的翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖；圖3為翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖在水平面上的二維投影圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括電機(jī)操縱系統(tǒng)觀、傘載控制系統(tǒng)四和翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)30。電機(jī)操縱系統(tǒng)28由支撐架0、控制翼傘系統(tǒng)左下偏的左電機(jī)1和右下偏的右電機(jī) 2、與電機(jī)軸套安裝的用于卷動(dòng)翼傘操縱繩的絞盤(pán)3和4、用于控制翼傘后緣的翼傘操縱繩5 和6、模擬左右下偏控制時(shí)翼傘操縱繩受力的重錘7和8、支撐翼傘操縱繩受力的滑輪9和 10、用于反饋電機(jī)控制位置的多圈電位器11和12、連接到微控制單元的反饋信號(hào)線13和 14以及接收電機(jī)控制信號(hào)的動(dòng)力線20和21組成。傘載控制系統(tǒng)四由接收多圈電位器11和12反饋電機(jī)1和2控制位置的反饋信號(hào)線13和14、微控制單元15、微控制單元15解算出的電機(jī)控制量輸出信號(hào)線16和17、電機(jī)控制器18和19、電機(jī)控制器18和19的輸出動(dòng)力線20和21、給電機(jī)控制器18和19供電的電源線22和23、電源M、微控制單元15給翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)提供控制信號(hào)的信號(hào)線25以及微控制單元15接收翼傘系統(tǒng)空投GPS信號(hào)的信號(hào)線27組成。翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)30由接收微控制單元15提供控制信號(hào)的信號(hào)線25、位于 PC機(jī)的翼傘系統(tǒng)仿真模型沈和為微控制單元15提供翼傘系統(tǒng)空投GPS信號(hào)的信號(hào)線27。支撐架0，架子以鋁合金方管為材料，底座以鋼板為材料，架子高1800mm，寬 600mm，左電機(jī)1和右電機(jī)2角對(duì)稱的安裝在底座上，電機(jī)的橫向中心軸線與支撐架0橫向中心軸線的距離為130mm。左電機(jī)1和右電機(jī)2采用臺(tái)灣全重(XAJONG)直流電機(jī)，型號(hào)為 5GX15KB(電機(jī)功率為100W，電壓MV，電流6. 5A，輸出轉(zhuǎn)速1800RPM，扭矩7. OKg/cm，減速比為1/3-1/1800)，通過(guò)改變輸入電壓的正負(fù)極來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。絞盤(pán)3和4的直徑為 140mm，用于卷繞翼傘操縱繩的槽深為14mm，槽寬為3. 5mm。翼傘操縱繩5和6為尼龍繩， 繩直徑為3. 5mm，繩長(zhǎng)為1. 5米。翼傘操縱繩5和6的一端分別固定在絞盤(pán)3和4上，另一端通過(guò)支撐翼傘操縱繩5和6受力的滑輪9和10與模擬翼傘操縱繩受力的重錘7和8相連。重錘7和8為鐵質(zhì)實(shí)心的圓柱體，直徑為100mm，一種質(zhì)量為8Kg (單側(cè)下偏翼傘操縱繩受到的最大的力)，另一種質(zhì)量為13Kg(雙側(cè)下偏產(chǎn)生雀降效果時(shí)翼傘操縱繩受到的最大的力)?；?和10對(duì)稱的固定在支撐架0的頂端橫梁，其安裝點(diǎn)距離橫梁兩側(cè)端點(diǎn)為 150mm，為了避免操縱翼傘操縱繩5和6過(guò)程時(shí)重錘7和8上下移動(dòng)與翼傘操縱繩5和6發(fā)生摩擦，滑輪9和10都采用雙滑輪串接的形式，組成雙滑輪的兩個(gè)滑輪中心距離為70mm。 多圈定位器11和12為美國(guó)BOURNS生產(chǎn)的3590S-2-502L(獨(dú)立線性精度為士0. 25%，功率為2W，有效電子轉(zhuǎn)角為3600°，電阻值，輸入電壓0 100V)，分別與電機(jī)1和2軸套安裝，通過(guò)腳架固定在支撐架0上，電機(jī)1和2轉(zhuǎn)動(dòng)分別帶動(dòng)多圈定位器11和12轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，多圈定位器11和12中反應(yīng)電機(jī)1和2轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的位置信號(hào)分別通過(guò)反饋信號(hào)線13和 14反饋給微控制單元15。微控制單元15中預(yù)先置入設(shè)計(jì)好的自主歸航控制算法和目標(biāo)點(diǎn)，以固定的采樣周期接收位于PC機(jī)的翼傘系統(tǒng)仿真模型沈提供的GPS信號(hào)值，自主歸航控制算法以固定的控制周期根據(jù)GPS信號(hào)值和目標(biāo)點(diǎn)的位置解算出控制量，微控制單元15根據(jù)反饋信號(hào)值與解算得到的控制量比較判斷電機(jī)1和2的動(dòng)作是否到位，微控制單元15判斷得到電機(jī)控制信號(hào)。微控制單元15將判斷得到的電機(jī)控制信號(hào)通過(guò)輸出信號(hào)線16和17輸出到電機(jī)控制器18和19，將解算得到的控制量通過(guò)信號(hào)線25輸出到翼傘系統(tǒng)仿真模型26?？刂屏康恼?fù)決定控制量輸入到哪個(gè)電機(jī)控制器，控制量是正表示對(duì)翼傘系統(tǒng)進(jìn)行左下偏控制， 此時(shí)微控制單元15將判斷得到的電機(jī)控制信號(hào)通過(guò)輸出信號(hào)線16輸出到電機(jī)控制器18， 電機(jī)控制器18根據(jù)電機(jī)控制信號(hào)控制左電機(jī)1動(dòng)作，微控制單元15不輸出信號(hào)給電機(jī)控制器19，右電機(jī)2不產(chǎn)生動(dòng)作；控制量為負(fù)情況與上述相反。雙側(cè)下偏時(shí)電機(jī)控制器18和 19分別同時(shí)控制左電機(jī)1和右電機(jī)2動(dòng)作。電機(jī)控制器18和19是臺(tái)灣全重FR-LVM低壓速度正反轉(zhuǎn)控制器(工作電壓MV，最大工作電流10A，工作頻率為20次/min，輸出電壓 MV，操作正、反轉(zhuǎn)的動(dòng)作時(shí)，正反轉(zhuǎn)之間有剎車動(dòng)作)，控制正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)微控制單元15選擇電機(jī)控制器18和19的COM端是和CW端聯(lián)通還是和CCW端聯(lián)通，一旦微控制單元15選定電機(jī)控制器18和19的COM端連接的端口，電機(jī)控制器18和19的輸出端口會(huì)產(chǎn)生與之相應(yīng)極性的電壓，電壓控制信號(hào)分別通過(guò)20和21輸出到左電機(jī)1和右電機(jī)2，電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)動(dòng)作。電機(jī)控制器18和19正常工作需要穩(wěn)壓直流電源由電源M通過(guò)電源線22和23提供，電源M是硅能電池MV/10Ah。翼傘系統(tǒng)仿真模型沈是翼傘系統(tǒng)的六自由度非線性仿真模型，采用Matlab編寫(xiě)， 它可解算出翼傘系統(tǒng)在空投過(guò)程中的三維位置信息和三個(gè)歐拉角信息，這六個(gè)信息定位了翼傘系統(tǒng)在慣性坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)，進(jìn)而將解算的翼傘系統(tǒng)的三維位置信息轉(zhuǎn)換成 GPS的信號(hào)格式的經(jīng)緯度和高度信息。翼傘系統(tǒng)仿真模型沈中可以加入風(fēng)、大氣密度的變化等擾動(dòng)來(lái)模擬實(shí)際的翼傘空投的環(huán)境。GPS信號(hào)通過(guò)信號(hào)線27輸出到微控制單元15，供置入到微控制單元15中的自主歸航控制算法解算控制量。翼傘系統(tǒng)仿真模型沈以固定的控制周期接收微控制單元15通過(guò)信號(hào)線25輸出的控制量信號(hào)，控制量施加到六自由度非線性仿真模型，翼傘系統(tǒng)的航向發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)翼傘系統(tǒng)歸航的控制。翼傘系統(tǒng)仿真模型 26記錄每個(gè)GPS信號(hào)采樣點(diǎn)的值，可以動(dòng)態(tài)、直觀的在PC機(jī)上顯示翼傘系統(tǒng)的位置和歸航的曲線。圖2為在PC機(jī)上實(shí)時(shí)顯示的翼傘系統(tǒng)三維的位置和歸航的曲線圖。圖3為翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖在水平面上的二維投影圖。翼傘系統(tǒng)的三維位置信息轉(zhuǎn)換成GPS的信號(hào)格式的經(jīng)緯度和高度信息是通過(guò)高斯-克呂格投影逆變換進(jìn)行轉(zhuǎn)換獲得的，具體轉(zhuǎn)換過(guò)程如下a = 6378137m，橢球的長(zhǎng)半軸b = 6356752. 3142m 橢球的短半軸f = (a-b) /a橢球的扁率e2 = (a2-b2)/a2 第一偏心率
ei2 = (a2_b2)/b2 第二偏心率χ, y, ζ為平面直角坐標(biāo)下翼傘系統(tǒng)的三維位置信息。
權(quán)利要求
1.一種翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括電機(jī)操縱系統(tǒng)、傘載控制系統(tǒng)和翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)；電機(jī)操縱系統(tǒng)包括底座，底座上安裝的支撐架，以及用于控制翼傘系統(tǒng)左下偏的左電機(jī)和右下偏的右電機(jī)，左電機(jī)和右電機(jī)軸套上各安裝有一個(gè)用于卷動(dòng)翼傘操縱繩的絞盤(pán)， 用于控制翼傘后緣的兩根翼傘操縱繩的一端分別固定并纏繞在其中的一個(gè)絞盤(pán)上，翼傘操縱繩的另一端繞過(guò)支撐架頂端橫梁上安裝的滑輪后各固定有一個(gè)模擬左右下偏控制時(shí)翼傘操縱繩受力的重錘，左電機(jī)和右電機(jī)分別通過(guò)電機(jī)控制器輸出動(dòng)力線連接傘載控制系統(tǒng)中的電機(jī)控制器，左電機(jī)和右電機(jī)上同時(shí)各安裝有一個(gè)用于反饋翼傘操縱繩位置的多圈電位器，多圈電位器通過(guò)反饋信號(hào)線連接傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元；傘載控制系統(tǒng)包括兩個(gè)電機(jī)控制器，分別與電機(jī)操縱系統(tǒng)中左電機(jī)或右電機(jī)連接，用于對(duì)左電機(jī)或右電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)控制算法并提供控制策略的微控制單元，分別與兩個(gè)電機(jī)控制器連接，同時(shí)通過(guò)反饋信號(hào)線分別連接電機(jī)操縱系統(tǒng)中的兩個(gè)用于反饋電機(jī)控制位置的多圈電位器，微控制單元根據(jù)多圈電位器的反饋信號(hào)及翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)解算的翼傘系統(tǒng)的位置對(duì)左電機(jī)或右電機(jī)進(jìn)行控制，電源，用于為兩個(gè)電機(jī)控制器供電；翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)與傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元連接，由仿真PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，仿真PC機(jī)采用空投過(guò)程中的翼傘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)非線性模型，仿真PC機(jī)將解算的翼傘系統(tǒng)的位置實(shí)時(shí)顯示形成動(dòng)態(tài)的翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖，并將解算的翼傘系統(tǒng)的位置以GPS的信號(hào)格式提供給傘載控制系統(tǒng)中的微控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的左電機(jī)和右電機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)能夠?qū)g盤(pán)施加正、反兩個(gè)方向的力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的仿真PC機(jī)解算的動(dòng)力學(xué)非線性模型為六自由度非線性模型，包括翼傘系統(tǒng)的三維位置信息，即慣性坐標(biāo)系下的1、7和1!三軸位置， 以及三個(gè)歐拉角信息，即俯仰角、滾轉(zhuǎn)角和偏航角，在滿足接口協(xié)議的條件下，與傘載控制系統(tǒng)無(wú)縫連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的GPS信號(hào)格式的位置包括經(jīng)緯度和高度信息，它由仿真PC機(jī)實(shí)時(shí)解算慣性坐標(biāo)系下的三軸位置得到，并傳遞到傘載控制系統(tǒng)。
全文摘要
一種翼傘自主歸航半實(shí)物仿真系統(tǒng)。包括電機(jī)操縱系統(tǒng)、傘載控制系統(tǒng)和翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)。電機(jī)操縱系統(tǒng)能夠模擬翼傘自主歸航過(guò)程中實(shí)時(shí)操縱翼傘后緣傘繩的動(dòng)作；傘載控制系統(tǒng)的輸出控制信號(hào)施加到電機(jī)操縱系統(tǒng)和翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)；翼傘系統(tǒng)模型仿真系統(tǒng)中，仿真PC機(jī)解算翼傘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)非線性模型，將仿真的翼傘系統(tǒng)的位置信息解算為GPS的信號(hào)格式提供給傘載控制系統(tǒng)，并將解算的GPS信號(hào)值實(shí)時(shí)顯示形成動(dòng)態(tài)的翼傘系統(tǒng)三維歸航曲線圖，以此驗(yàn)證自主歸航控制器的有效性和控制執(zhí)行方案的正確性。本發(fā)明是實(shí)際空投前驗(yàn)證控制算法和控制執(zhí)行方案的半實(shí)物仿真，可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，縮短了翼傘系統(tǒng)自主歸航控制方案的開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)G05B17/02GK102323759SQ20111017434
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者吳泰霖, 孫青林, 焦亮, 鄒曉健, 陳增強(qiáng) 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)