基于hla的无人机飞行姿态航迹仿真系统研究

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1、学校代码：10406分类号：V323.1学号：120081001002南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）基于HLA的无人机飞行姿态航迹仿真系统研究硕士研究生：张婷导师：王琪教授申请学位级别：硕士学科、专业：通信与信息系统所在单位：信息工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：南昌航空大学ResearchonFlightAttitudeandTrajectoryoftheUAVSSimulationSystemBasedonHLAADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnCommuni

2、cationandInformationSystembyZhangTingUndertheSupervisionofProf.WangQiSchoolofInformationalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2015摘要无人机飞行仿真系统被广泛用于无人机的研发、性能分析以及飞行演练，不仅可以大大缩短研发时间和降低成本，还可以验证无人机决策的可行性，在军事以及航空范围内具有极其重要的作用。本文选用高层体系结构HLA(HighLevelArchitectu

3、re)仿真技术作为无人机飞行仿真系统的平台。HLA作为新一代仿真体系结构，使得复杂系统仿真以及建模具有一个通用的技术支撑框架，可以有效地解决仿真系统的重用性和互操作性。本文主要的创新点在于将HLA体系结构与仿真技术联合起来，设计飞行仿真系统的框架。将整个系统的功能模块化，分为HLA底层框架系统和三维视景模块，为仿真平台提高了一定的重用性。本文首先讨论了HLA高层体系结构技术的组成以及HLA运行支撑环境RTI(Run-TimeInfrastructure)技术的结构，提出了基于HLA的无人机飞行姿态航迹仿真系统的设计方案。根据分析联邦开发

4、和执行过程模型，对仿真系统进行仿真邦员设计，将整个系统分为飞行仿真邦员、管理者邦员、数据管理邦员、飞行回放邦员及三维视景系统，并详细概述了各个仿真邦员负责的功能及之间的关系。由RTI负责执行各个模块间的信息交互，其间的数据通信由对应的邦员来完成。本文对无人机飞行动力学进行了研究，利用获取无人机运动的基本参数指标构造其对应的数学模型，详细介绍了无人机转弯飞行的实现方法。为了完善无人机的飞行效果，采用线性插值算法实现对飞行航点的平滑处理。在本系统中，视景显示模块选择在MultigenCreator建模工具、VegaPrime驱动软件和Vis

5、ualStudio2003环境下开发，通过网络控制，使无人机能够按照指定的航迹飞行。关键词：飞行仿真，高级体系结构，Creator/VegaPrime，可视化仿真IAbstractUnmannedAerialVehicle(UAV)flightsimulationsystemsplayanimportantroleinthemilitaryandaviationfield,whichiswidelyusedinUAV’sdevelopment,performanceanalysisandflightexercises.Notonlyca

6、nthesimulationsystemgreatlyshortentheUAVdevelopmenttimeanddecreasethecost,butalsocanverifythefeasibilityofUAVtactics.Inthispaper,HighLevelArchitecture(HLA)simulationtechnologyisadoptedtotheUAVsimulationsystemplatform.HLAwhichisanewgenerationofsimulationsystemarchitecture

7、providesacommontechnicalsupportframeforcomplexsystemsandmodeling.HLAcaneffectivelyfigureoutthereusabilityandinteroperabilityofsimulationsystem.ThemaininnovativepointofthepaperisthatintegratingHLAarchitecturewithsimulationtechnology,confirmingtheframeofflightsimulationsys

8、tem.Themodulardesignisusedbythefunctionsofthesimulationsystem,whichareHLAframesystemandthree-dimensiona