基于xPCTarget和iHawk的飞行控制实时仿真系统设计与实现.docx

基于xPCTarget和iHawk的飞行控制实时仿真系统设计与实现
飞行控制实时仿真系统是指通过计算机模拟仿真来实现对航空飞行控制系统的测试和验证，以实现控制算法的优化和改进。该系统具有实时性、可靠性、精度高等优点，是飞行控制领域研究的重要组成部分。本文介绍一种基于xPCTarget和iHawk的飞行控制实时仿真系统的设计与实现。
一、系统设计
1、硬件配置
该实时仿真系统采用iHawkRTOS平台和三个xPCTarget模块，硬件系统结构如下图所示：
（插入图片）
其中，iHawkRTOS平台是整个系统的核心，作为主控制器连接着三个xPCTarget模块。三个xPCTarget模块分别代表着三个不同的控制环节，分别为姿态控制环、高度控制环和导航控制环。飞控系统在运行时，将会不断的从传感器获取飞机的状态参数，然后将这些参数分别送入三个控制环节中进行处理，最终生成控制指令，驱动飞机飞行。
2、软件设计
软件实现由两部分组成：主程序和模块程序。主程序是控制整个系统的主要程序，在系统运行时，通过与iHawkRTOS通信，掌控整个系统的工作流程。模块程序是各个xPCTarget控制模块的程序，具体来说包括姿态控制模块程序、高度控制模块程序和导航控制模块程序。模块程序包含着不同控制环节的具体算法实现，接收传感器信息并生成控制指令，将处理结果通过与主程序进行数据交互，最终输出控制指令驱动飞机飞行。
二、系统实现
1、硬件实现
根据系统设计，硬件部分需要配置iHawkRTOS平台和三个xPCTarget模块并互相连接，使得三个xPCTarget模块能与iHawkRTOS进行通信。具体实现如下：
a.根据指定引脚连接线连接iHawkRTOS平台和xPCTarget
b.配置xPCTarget模块的IP地址和端口号
c.在iHawkRTOS平台上安装xPCTarget驱动程序
2、软件实现
根据系统设计，软件部分需要通过主程序和模块程序实现系统的整体控制和算法实现，具体实现如下：
a.主程序设计
通过与iHawkRTOS通信，完成:
i.传感器数据的获取和传递至控制模块
ii.控制模块生成的控制指令结果的接收和传递至飞机控制系统中
b.模块程序设计
i.姿态控制模块程序
实现飞机中重力中心相应的角度控制和空气动力学运动的自动组合以及控制指令的输出。
ii.高度控制模块程序
通过对飞机状态参数的分析和处理，实现飞机高度的控制和调整以及控制指令的输出。
iii.导航控制模块程序
实现飞机导航和方位的控制和调整以及控制指令的输出。
三、实验结果与分析
通过对该系统的实验，本研究取得了很好的结果。飞行控制实时仿真系统在实验中表现出了出色的性能，在控制算法优化和改进、飞控系统仿真和研究等方面起到了重要作用。
四、总结
本文介绍的基于xPCTarget和iHawk的飞行控制实时仿真系统，通过硬件和软件的设计和实现，成功地将计算机模拟仿真应用于飞行控制系统领域。该系统具有实时性、可靠性和精度高等优点，并取得了很好的实验结果。未来研究可以在该系统的基础上进行更进一步的优化和改进，为飞行控制领域的研究和发展做出更大的贡献。