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無人飛行器控制演算法、設計軟體與數字化模擬

CCA42 多功能圖形化組態程式設計飛行控制系統

  • 工業級多功能可程式設計飛行控制系統

  • 專業的圖形化組態建模設計工具

  • 靈活強大的工程應用開發平臺

  • DSP 處理器及高精度感測器

  • 自定義高速遙測資料採集

  • 嵌入式半物理模擬系統

  • 豐富的使用者裝置介面

  • 適用於固定翼、旋翼機、特殊飛行器、車船艇、機器人、雲臺等

概      述

CCA42 多功能圖形化組態程式設計飛行控制系統,集成了無人機飛行及任務控制、飛行資料高速採集、控制系統組態建模設計和半物理模擬等四大功能,非常適合專業使用者根據個性化需求進行工程開發和應用擴充套件。

使用者根據控制物件的特性、控制要求和控制目的,使用控制律組態建模工具軟體按需選擇功能模組,用滑鼠將需要相互關聯的功能模組用連線連線,就構成了結構和流程直觀清晰的系統應用程式。使用者能夠快速方便地從理論設計直接進入到實現開發階段,高效率地完成控制系統的組態建模、系統辨識、動態模擬以及實時系統執行。

飛行控制律設計軟體擁有豐富的通用和專用功能模組資源、靈活強大的組態編輯功能、演算法邏輯校驗、線上除錯執行和嵌入式半物理模擬系統,相容多種通訊協議、支援多種硬體裝置。使用者不需要書寫任何程式程式碼,就能夠完成飛行器所需的各種複雜功能的工程控制演算法設計、除錯和模擬。

硬體組成

  • 三軸角速率陀螺、三軸加速度計、三軸磁力計

  • 雙嘴空速感測器

  • 氣壓高度計

  • 10Hz GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo 四系統衛星接收機

  • DSP 數字訊號處理器 、CPLD、24 位 A/D 轉換器

  • 16 通道 CAN Aerospace 裝置擴充套件匯流排

  • 雙電源寬電壓冗餘供電系統

  • 18 通道 PPM 控制訊號輸入

  • 18 通道舵機輸出

  • 2 通道電壓監測

  • 2 通道轉速監測

  • 8G 外接 USB 高速飛行資料記錄器

特色功能

  • 採用圖形化組態建模技術,快速構建功能強大的飛行控制系統。

  • 固定翼、旋翼雙模式高精度動態三維姿態解算。

  • 提供 100 多項精密測量資料,各項資料傳輸速率可分別定義,最高速率 100Hz。

  • AHRS 和 GPS-INS 慣性組合導航演算法。

  • 優異的寬頻耐震特性,可用於各種嚴酷的使用環境。

  • 齊格勒—尼科爾斯階躍和頻率響應兩種 PID 控制器引數整定器。

  • JSBSim 飛行動力學模型和 FlightGear 飛行模擬器組成的半物理模擬系統。

  • CAN Aerospace 協議裝置擴充套件匯流排 ,可接入各種使用者裝置和感測器等。

  • 軍品安全保密規範設計,內部程式和航行資料只能寫入不能讀取和匯出。

  • 方便靈活的航行控制方式,隨時隨地可從任意航線的任意航點開始飛行。

  • 多種飛航模式:智慧無縫壓線飛航模式、航點駐留飛航模式、指點駐留飛航模式等。

  • 飛行計劃可由多條航線組成,最大容量 100 條航線,支援 KML 航線檔案匯入。

  • 每條航線可設定 1000 個航點,每個航點可定義 23 項引數和 18 項任務操作。

  • 多邊形掃描航線,可定義航線掃描方向、航線間隔、界外餘量、轉彎方向等。

  • 5 種線上地圖:Google 路線圖、混合圖、衛星圖、地形圖、Open Street 開放街圖,具備快取記憶體可離線使用。

  • 自定義儀表顯示方式,自定義操作按鈕和互動視窗。

  • 視訊疊加、基站 GPS 、飛行歷史回放、飛機失蹤位置搜尋等。

  • 多功能專業飛行資料分析軟體。

  • 飛行控制軟體介面自定義LOGO。

技術指標

物理引數

輸入/輸出

尺寸

:115x65x23mm

PWM輸出

:  6 通道

重量

:120g

PPM輸出

:12 通道

電氣引數

PPM輸入

:18 通道

電壓

:DC 4V~18V

功能介面

電流

[email protected]

Sin輸入

:1 路(18通道)

功耗

:1.32W

Sout輸出

:1 路(12通道)

系統精度

CAN匯流排

:1 路(16通道 Aerospace 協議)

姿態

:俯仰 0.1°/±90°、滾轉 0.1°/±180°、航向 0.3°/±180°

RS232-1

:PC通訊 / 數傳電臺

定位

:2.5m(絕對精度)

RS232-2

:資料記錄器 / 模擬

測量範圍

電壓監測

:2 路(0~30V)

角速度

:±300°/s

轉速監測

:2 路

加速度

:±2g / ±8g 雙範圍

航線/航點

氣壓高度

:-1000m~11000m

航線

:100 條(支援多邊形掃描航線, KML航線)

空速

:0~300km/hr、0~500km/hr 可選

航點

:1000 個 / 每條航線

GPS接收機

定義

:23 個引數 / 18 個動作

型號

:Ublox MAX-M8Q

線上地圖

星系

:GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo

Google

:路線圖、混合圖、衛星圖、地形圖

重新整理速率

:10Hz

Open Street

:開放街圖

使用環境

飛行資料記錄器

使用溫度

:-25°C~+70°C

容量/介面

:8G/USB/高速/外接

飛行控制律組態建模軟體 CCA Constructor

使用者根據控制物件的特性、控制要求和控制目的,使用組態建模工具軟體按需選擇功能模組,用滑鼠將需要的功能模組用連線連線,就構成了結構和流程直觀清晰的系統應用程式。使用者能夠快速方便地從理論設計直接進入到實現開發階段,高效率地完成控制系統的組態建模、系統辨識、動態模擬以及實時系統執行。

組態建模工具軟體擁有豐富的功能模組和專業模組資源、靈活強大的系統組態建模功能、嚴密的邏輯判斷和嵌入式半物理模擬系統,相容多種通訊協議、支援多種硬體裝置,使用者不需要書寫程式程式碼,就能夠完成各種型別無人機所要求的所有複雜功能的系統組態建模設計和模擬。

A.選單欄 、B.快捷工具欄、C.工程視窗、D.物件屬性欄、E.遙測資料視窗、F.組態建模編輯區、G.功能模組視窗、H.內部資訊視窗、I.除錯資訊視窗、J.命令輸入視窗、K.系統狀態視窗 、L.資料傳送狀態列。

某固定翼飛行器控制律組態建模案例:

齊格勒—尼科爾斯 PID 引數整定器

JSBSim 飛行動力學模型和 FlightGear 飛行模擬器組成的系統半物理模擬

多功能專業飛行資料分析軟體

系統連線示意圖

A.GPS天線、B.飛控電源、C.D舵機、E.SBUS_PPM_PWM轉換器、F.遙控接收機、G.舵機電源、H.轉速感測器、J.CAN匯流排感測器、K.飛行資料記錄器、L.數傳電臺、M.空速管 。

飛行控制軟體 CCA Control

CCA42 飛行控制系統的地面飛行控制軟體支援多種地圖格式和線上地圖,能夠規劃各種複雜的任務航線,可以個性化設定控制和顯示方式、自定義新增控制按鈕和互動視窗、方便靈活 的實時航行控制、視訊畫面疊加功能、以及飛行歷史回放、飛機失蹤位置搜尋等功能。具有適應性廣、通用性強、擴充套件性高、相容性好的使用特點,系統硬體和控制軟體可以一機多用,能夠滿足無人機種類和應用的多樣化要求。

軟體選單

通過滑鼠右鍵航點選單,設定航點引數和航線引數進行任務航線規劃。

常規航線

多邊形掃描航線

飛行控制介面

失蹤搜尋介面

飛行歷史回放介面