無人機作為模擬飛機類來襲目標，可為防空武器系統(tǒng)的火控雷達校飛、射擊等任務提供空中靶標，是武器系統(tǒng)研制、鑒定過程中必不可少的裝備。作為無人機的核心組成部分之一，飛控系統(tǒng)通過控制無人機的姿態(tài)，從而完成無人機各種模態(tài)下的飛行任務。某無人機飛控系統(tǒng)現(xiàn)有的測試方法包括分立部件測試和部件裝機后的整機綜合測試。兩種方法均屬于常規(guī)的靜態(tài)測試，組織實施復雜、測試效率較低、任務準備周期長，而且對于無人機實際飛行過程的動態(tài)性能無法驗證，對測試中出現(xiàn)的故障難以定位，對于飛行中的環(huán)境干擾因素（主要是風干擾）和傳感器失效后無人機的飛行情況也無法模擬，從而無法有針對性的進行飛行控制策略修正。綜上問題，研制一套無人機飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺的任務顯得尤為迫切。

1 平臺總體功能及設計方案

1．1 平臺總體功能

該平臺以現(xiàn)有某型無人機飛控系統(tǒng)為測試對象，主要完成以下功能：

（1）與無人機飛控計算機和電動舵機、油門電機等實物結合，完成飛控系統(tǒng)的仿真測試；

（2）具備風干擾、力矩干擾條件下的飛行性能模擬，并以二維曲線方式實時顯示無人機的飛行航跡、舵偏角、舵偏角速率等變化情況；

（3）能夠進行無人機飛控系統(tǒng)部分傳感器的故障設置，進行故障情況下的飛行模態(tài)仿真。

1．2 平臺總體設計方案

半物理仿真平臺由硬件設備和應用軟件兩部分組成。硬件設備包括新建的飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)、傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)、遙控／遙測模擬分系統(tǒng)、指揮顯示分系統(tǒng)、無人機外形顯示分系統(tǒng)，以及現(xiàn)有的飛控計算機、飛控計算機接口箱、電動舵機、油門電機等實物。應用軟件包括新建各分系統(tǒng)的應用程序。半物理仿真平臺的原理組成框圖如圖1所示。

半物理仿真平臺的工作原理概況如下：傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)通過接口箱與飛控計算機交換無人機的舵偏角、角速率、油門開度、遙控指令、外部干擾等信息，并向飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)傳輸采樣轉換后的飛控計算機執(zhí)行結果，向遙控／遙測模擬分系統(tǒng)傳輸遙測信息（包括傳感器與機載測控模擬設備的仿真數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)、遙控指令回令等）。飛控計算機將接收到信息進行解算處理后，控制電動舵機、油門電機執(zhí)行相應動作，并將執(zhí)行結果返回至傳感器與機載測控模擬分系統(tǒng)。飛行系統(tǒng)模擬分系統(tǒng)將解算后的飛機狀態(tài)參數(shù)送到無人機外形顯示分系統(tǒng)，解算后以三維動畫的形式顯示無人機的姿態(tài)、油門開度、高度變化等信息。指揮顯示分系統(tǒng)將收到的無人機位置、高度、速度信息在數(shù)字地圖上顯示，適時發(fā)出指揮口令，由操作手干擾無人機的飛行。無人機的三維外形、測控數(shù)據(jù)、指揮顯示界面通過KVM切換器分時在投影幕上顯示。

2 平臺硬件設計方案

2．1 平臺硬件選型原則

（1）應用軟件運行平臺選擇原則

由于該平臺屬于固定式測試設備，因此在各分系統(tǒng)應用軟件運行平臺的硬件應盡量采用機架式工控機或臺式計算機，主板插槽的數(shù)量和類型應相對充裕，以便于現(xiàn)有硬件板卡的安裝和平臺的后續(xù)功能拓展。