无人机飞行控制算法、控制律设计软件与半物理仿真

 

• 工业级多功能可编程飞行控制系统
• 专业的图形化控制律设计软件
• 灵活强大的工程应用开发平台
• DSP处理器及高精度传感器
• 自定义高速遥测数据采集
• 嵌入式半物理仿真系统
• 丰富的用户设备接口
• 适用于固定翼、旋翼机、特殊飞行器、车船艇、机器人、云台等

 

概    述：

CCA42多功能图形化组态编程飞行控制系统，集成了无人机飞行及任务控制、飞行数据高速采集、控制系统组态建模设计和半物理仿真等四大功能，非常适合专业用户根据个性化需求进行工程开发和应用扩展。

用户根据控制对象的特性、控制要求和控制目的，使用控制律组态建模软件按需选择功能模块，用鼠标将需要相互关联的功能模块用连线连接，就构成了结构和流程直观清晰的系统应用程序。用户能够快速方便地从理论设计直接进入到实现开发阶段，高效率地完成控制系统的组态建模、系统辨识、动态仿真以及实时系统运行。

 

硬件组成：

• 三轴角速率陀螺、三轴加速度计、三轴磁力计
• 双嘴空速传感器、气压高度计
• 10Hz GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo四系统卫星接收机
• DSP数字信 处理器 、CPLD、24 位A/D转换器
• 16通道CAN Aerospace 设备扩展总线
• 双电源宽电压冗余供电系统
• 18通道PPM 控制信 输入
• 18通道舵机输出
• 2通道电压监测
• 2通道转速监测
• 8G外置USB高速飞行数据记录器

 

特色功能：

• 控制律图形化组态建模技术，快速构建功能强大的飞行控制系统。
• 固定翼、旋翼双模式高精度动态三维姿态解算。
• 提供100多项精密测量数据，各项数据传输速率可分别定义，最高速率100Hz。
• AHRS和GPS-INS惯性组合导航算法。
• 优异的宽频耐震特性，可用于各种严酷的使用环境。
• 齐格勒—尼科尔斯阶跃和频率响应两种PID控制器参数整定器。
• JSBSim飞行动力学模型和FlightGear飞行模拟器组成的半物理仿真系统。
• CAN Aerospace协议设备扩展总线 ，可接入各种用户设备和传感器等。
• 军品安全保密规范设计，内部程序和航行数据只能写入不能读取和导出。
• 方便灵活的航行控制方式，随时随地可从任意航线的任意航点开始飞行。
• 多种飞行模式：智能压线飞行模式、航点驻留飞行模式、指点驻留飞行模式等。
• 飞行计划由多条航线组成，最多100条航线，支持KML航线文件导入。
• 每条航线可设置1000个航点，每个航点可定义23项参数和18项任务操作。
• 多边形扫描航线，可定义航线扫描方向、航线间隔、界外余量、转弯方向等。
• 5种在线地图：Google路线图、混合图、卫星图、地形图、Open Street开放街图，具备高速缓存可离线使用。
• 自定义仪表显示方式，自定义操作按钮和交互窗口。
• 视频叠加、基站GPS 、飞行历史回放、飞机失踪位置搜寻等。
• 多功能专业飞行数据分析软件。
• 飞行控制软件界面自定义LOGO。

 

技术指标：

物理参数		输入/输出
尺寸	：115x65x23mm	PWM输出	：  6 通道
重量	：120g	PPM输出	：12 通道
电气参数		PPM输入	：18 通道
电压	：DC 4V~18V	功能接口
电流	：220mA@6V	Sin输入	：1 路（18通道）
功耗	：1.32W	Sout输出	：1 路（12通道）
系统精度		CAN总线	：1 路（16通道 Aerospace 协议）
姿态	：俯仰 0.1°/±90°、滚转 0.1°/±180°、航向 0.3°/±180°	RS232-1	：PC通信/数传电台
定位	：2.5m（绝对精度）	RS232-2	：数据记录器/仿真
测量范围		电压监测	：2 路（0~30V）
角速度	：±300°/s	转速监测	：2 路
加速度	：±2g / ±8g 双范围	航线/航点
气压高度	：-1000m~11000m	航线	：100 条（支持多边形扫描航线, KML航线）
空速	：0~300km/hr、0~500km/hr 可选	航点	：1000 个/每条航线
GPS接收机		定义	：23 个参数/ 18 个任务动作
型	：Ublox MAX-M8Q	在线地图
星系	：GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo	Google	：路线图、混合图、卫星图、地形图
刷新速率	：10Hz	Open Street	：开放街图
使用环境		飞行数据记录器
使用温度	：-25°C~+70°C	容量/接口	：8G/USB/高速/外置

 

飞行控制律组态建模软件 CCA Constructor

用户根据控制对象的特性、控制要求和控制目的，使用控制律组态建模软件按需选择功能模块，用鼠标将需要相互关联的功能模块用连线连接，就构成了结构和流程直观清晰的系统应用程序。用户能够快速方便地从理论设计直接进入到实现开发阶段，高效率地完成控制系统的组态建模、系统辨识、动态仿真以及实时系统运行。

 

 

快捷工具栏：

系统状态窗口：

工程窗口：

遥测数据源：

 

功能模块：

 

功能模块参数设置：

 

某固定翼飞机完整控制律案例：

 

任务载荷控制案例：

 

多旋翼和直升机控制律部分案例：

 

基于齐格勒—尼科尔斯法则的PID参数整定器：

 

基于JSBSim飞行动力学模型和FlightGear飞行模拟器组成的半物理仿真系统：

多功能专业飞行数据分析软件：

系统连接示意图：

A.GPS天线   B.飞控电源   C.D.舵机   E.SBUS_PPM_PWM转换器   F.遥控接收机  G.舵机电源   H.转速传感器  J.CAN总线传感器 K.飞行数据记录器   L.数传电台   M.空速管

 

 

飞行控制软件 CCA Control

CCA42飞行控制系统的地面飞行控制软件支持多种地图格式和在线地图，能够规划各种复杂的任务航线，可以个性化设置控制和显示方式、自定义添加控制按钮和交互窗口、方便灵活 的实时航行控制、视频画面叠加功能、以及飞行历史回放、飞机失踪位置搜寻等功能。具有适应性广、通用性强、扩展性高、兼容性好的使用特点，系统硬件和控制软件可以一机多用，能够满足无人机种类和应用的多样化要求。

软件菜单：

设置菜单：

使用鼠标右键航点菜单，设置任务航线的航点参数和航线参数。

航点右键菜单：

航点参数设置：

航线参数设置：

常规任务航线：（最多可由100条航线组成）

多边形扫描航线：（最多可由100条航线组成）

多边形扫描航线设置：

 

飞行控制界面：

快捷图标按钮：

自定义操作按钮：

失踪搜索界面：

飞行历史回放界面：

全文结束

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