基于SystemC的无人机飞行控制系统测试仿真平台设计与实现

发布时间：2025-05-01 15:20

　　飞行控制系统仿真设计与测试是无人机研制的内容。随着无人机技术的发展,无人机仿真软件的规模和功能越来越复杂,仿真系统越来越庞大,常常将整个系统划分为各个子系统由不同部门单位进行建模,分别进行仿真测试,以提高项目开发效率。然而各部门单位采用的建模工具各不相同,使得整个飞控系统的联合仿真极为困难。同时,常用的软件串行仿真方法不能很好地使仿真接近真实硬件的运行状态,需要对模块进行并行化的仿真调度。本文首先开展无人机飞行控制系统仿真方法的研究,对比分析了当前三种常用的建模仿真方案,综合考虑后选择基于FMI标准的协同仿真代码导出方式进行模型封装,在模型调度方面,由于串行调度不能满足本文并行化仿真的需求,提出采用SystemC调度仿真模块,之后分析了SystemC的语法规则及总体架构。在对本文无人机飞行控制系统总体架构分析的基础上,总结了本文无人机飞控系统仿真的基本需求,设计研究的总体方案,在本文理论研究的基础上设计FMI模型的封装、仿真流程以及SystemC进程对FMI标准模型的仿真调度设计。利用FMI标准的接口规范研究设计了Simulink模型及C代码模型到FMU模型的封装技术。在SystemC进...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无人机飞行控制系统仿真的研究现状
        1.2.2 FMI标准的研究现状
        1.2.3 SystemC的研究现状
    1.3 研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第二章 无人机飞控系统仿真相关理论研究
    2.1 无人机飞行控制系统仿真方法研究
        2.1.1 建模仿真方法研究
        2.1.2 模型调度方法研究
    2.2 SystemC语言结构
        2.2.1 SystemC体系结构
        2.2.2 SystemC扩展类库
        2.2.3 仿真核总体框架
    2.3 本章小结
第三章 无人机飞行控制系统仿真技术需求分析与方案设计
    3.1 无人机飞行控制系统总体架构
        3.1.1 系统总体架构
        3.1.2 系统模块参数
    3.2 无人机飞控系统仿真需求分析
    3.3 无人机飞控系统仿真研究方案
        3.3.1 总体方案设计
        3.3.2 FMI标准模型封装设计
        3.3.3 FMI标准仿真流程设计
        3.3.4 SystemC的 FMI仿真调度设计
    3.4 本章小结
第四章 基于SystemC的飞控系统模型封装与数据交互研究
    4.1 FMI标准模型封装技术研究与设计
        4.1.1 Simulink模型的FMU封装
        4.1.2 C代码的FMU封装
        4.1.3 其它模型的FMU封装
    4.2 SystemC仿真数据交互研究与设计
        4.2.1 数据交互算法设计
        4.2.2 数据交互仿真测试
    4.3 本章小结
第五章 无人机飞行控制系统测试仿真平台设计实现
    5.1 仿真平台总体功能架构
    5.2 仿真平台的设计实现
        5.2.1 客户端配置界面设计实现
        5.2.2 仿真引擎的设计实现
    5.3 本章小结
第六章 无人机飞行控制系统测试仿真平台测试与验证
    6.1 仿真平台功能测试
    6.2 仿真平台性能测试
    6.3 本章小结
第七章 总结和展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献



本文编号：4042499