【摘要】：無(wú)人飛行器是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。由于是無(wú)人駕駛,因此對(duì)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的可靠性要求和穩(wěn)定性要求相當(dāng)高。目前飛控軟件的開發(fā)、調(diào)試以及測(cè)試驗(yàn)證工作大多數(shù)都依賴于真實(shí)的飛控計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái),并且飛控系統(tǒng)的閉環(huán)驗(yàn)證也需要特定的硬件臺(tái)架才能完成。但是飛控計(jì)算機(jī)的開發(fā)周期長(zhǎng)、復(fù)雜度高、工作量大的特點(diǎn),使得對(duì)于這種帶有軟件的硬件成品,在硬件交付之前,基本上無(wú)法進(jìn)行真實(shí)的軟件測(cè)試、軟硬件綜合以及系統(tǒng)級(jí)的綜合、閉環(huán)試驗(yàn)。這使得飛控軟件的開發(fā)和調(diào)試會(huì)受到飛控計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)時(shí)間的制約,飛控軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)與測(cè)試驗(yàn)證不能同步進(jìn)行。最終導(dǎo)致飛控系統(tǒng)軟件的開發(fā)效率低和開發(fā)成本高。為了解決上面所提出的問題,避免由于缺少真實(shí)硬件而無(wú)法進(jìn)行飛控系統(tǒng)軟件并行開發(fā)和測(cè)試的弊端,本文通過Simics虛擬化仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款虛擬飛控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),其功能和架構(gòu)高度模擬一款某型號(hào)真實(shí)飛控系統(tǒng)平臺(tái),因此課題具有很強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。課題研究的主要工作包括:(1)根據(jù)某型號(hào)飛控計(jì)算機(jī)的體系架構(gòu)完成對(duì)虛擬飛控計(jì)算機(jī)和綜合測(cè)試設(shè)備ITF的功能需求分析;(2)根據(jù)真實(shí)飛控計(jì)算機(jī)的功能需求分析完成虛擬飛控計(jì)算機(jī)總體框架設(shè)計(jì),包括飛控計(jì)算機(jī)余度管理設(shè)計(jì)和CPU單板模型虛擬化建模;(3)實(shí)現(xiàn)CPU單板模型虛擬化建模,其中包括MPC755處理器的移植,FLASH和RAM等存儲(chǔ)模型、中斷控制器模型、離散接口模型、定時(shí)器模型以及看門狗模型的搭建;(4)根據(jù)飛控計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的需求,完成總線模型、SIO模型、DIO模型、AIO模型和母板模型的搭建;(5)根據(jù)綜合測(cè)試設(shè)備ITF的功能需求完成ITF的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過以上六個(gè)步驟,最終完成虛擬飛控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的虛擬化建模工作。虛擬飛控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)是能夠讓飛控系統(tǒng)軟件開發(fā)人員在普通的PC機(jī)上完成飛控軟件的測(cè)試和驗(yàn)證工作。本課題也是通過這個(gè)原理來反向測(cè)試和驗(yàn)證虛擬飛控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的正確性。虛擬飛控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)具有真實(shí)硬件平臺(tái)不具備的優(yōu)勢(shì),它能夠讓飛控系統(tǒng)軟件的開發(fā)和驗(yàn)證脫離真實(shí)硬件的制約,提高軟件的開發(fā)效率,大大減低軟件開發(fā)成本。此外,平臺(tái)虛擬飛控計(jì)算機(jī)可以在沒有真實(shí)硬件的情況下進(jìn)行飛控系統(tǒng)級(jí)的仿真并對(duì)只是硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和搭建突出詳細(xì)的需求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1;V216.8

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