摘要：在无人机半物理仿真试验中，为了节省试验本钱，提出用模仿
舵机体系替代实在舵机的办法。依据VC++规划了模仿舵机体系。在半物理仿真体系中连入模仿舵机，并用该体系模仿副翼、升降舵、油门的舵机。经过试验验证了该模仿舵机体系的有用性。试验结果表明，该模仿舵机体系具有实时性好，可模仿多种舵机的特色。
关键词：模仿舵机；多媒体定时器；PCL-836；PCL-812；PCL-726
0 导言
无人机飞翔操控仿真首要包含数字仿真和半物理仿真。半物理仿真将体系部分什物引进仿真回路，尽可能实在模仿现场状况，比数字仿真更能有用验证飞翔操控体系的可靠性，特别在其在初期试飞调参以及后期操控战略改善阶段运用广泛。
做无人机的半物理仿真时，需求运用实在舵机，而舵机价格比较贵重，且屡次试验时存在损坏的危险，无形中增加了试验本钱。本文依据舵机在飞翔操控体系中的效果及特色，依据VC++规划模仿舵机；该模仿舵机由归纳记载核算机和若干板卡构成，运转于归纳记载核算机中；替代完成实在舵机的功用，节省了试验本钱。
1 模仿舵机硬件规划
模仿舵机体系，首要要能模仿舵机在半物理仿真中的功用；其次要不影响半物理仿真接入实在舵机。这个是经过PCLD-785B(继电器输出板)来挑选的，当DO不输出任何值时，Ci和NCi是导通的，当DO输出时，Ci和NOi导通(i=0，1，2，…，9)。
体系硬件规划如图1所示，为了简练，省去PCL-880接线板。
图1中的PCLD-782B是光电阻隔板，为了阻隔PCLD-785B带来的噪声和进步电压(飞控盒输出电压是3．3 V，进步到TTL电平)。而PCL-836(频率收集卡)和PCL-726(D／A输出卡)，PCL-812(A／D收集卡)和坐落归纳记载核算机内，在VC++中的操作办法如图2所示。
2 舵机函数联系的输入
为了仿真多种舵机的需求，舵机函数联系应该可调；一起体系要满意主动获取接在图1仿真舵机上舵机的舵机函数。体系用PCL-836宣布PWM波，PCL-726收集反应电压。程序界面如图3所示。
图中k，b为V=kT+b中的系数，V代表反应电压，T代表脉宽(单位：ms)。
3 模仿舵机软件规划
3．1 PWM波收集办法
对PWM的收集是程序的难点，这儿运用PCL-836的事情计数功用来完成对PWM的丈量。PCL-836共有6路计数器，其间CLK5用来发生时钟信号。在PWM的下降沿时去读计数器的值，然后依据时钟的频率算出PWM高电平的时刻。检测PWM下降沿的常见的办法是运用中止和查询。在PWM每次下降沿时触发中止，在中止程序里去读计数器的值。可是PCL-836只支撑一个外接中止，并且是上升沿触发中止，而整个仿真需求4个舵机，在现在的硬件条件下并不能直接完成，需求必定的辅佐电路，如非门等。其次用查询的办法，用一个线程来读DI，在下降沿时去读计数器的值。但这样CPU的占用很高，影响体系的全体功用。所以不运用查询和中止的办法。为了能够检测PWM下降沿，并考虑现实性，决议用1 ms定时器来完成。假如前次读到高定平，而这次读到低电平，就认为是下降沿。虽然有不定的推迟，可是推迟小于1 ms，一起能够得到正确的值，并且体系占用要远远低于查询办法。
3．2 运用多媒体定时器收集PWM波
微软供给了准确定时器的底层API，支撑能够供给高精度的定时器服务，运用多媒体定时器能够准确地读出体系的当时时刻，并在很准确的时刻距离内处理事情，能够到1 ms的精度。多媒体定时器的回调函数的程序流程图如图4所示。
用多媒体定时器收集PWM的办法带来的不定推迟，加上Windows体系的实时性差带来的推迟，使得模仿舵机体系实时性变差。可是飞控盒宣布的PWM波几乎是一起宣布，即上升沿在时刻上是共同的。所以能够用中止加查询的办法来检测，用一路PWM做中止源，每次中止的时分去查询，终究检测到下降沿。
3．3 中止加查询收集PWM波
PCL-836支撑一路外部中止，上升沿触发。首要运用DRV_EnableEvent函数使能中止，开端中止线程，在中止线程里用DRV_CheckEvent函数检测中止。中止线程流程图如图5所示。
运用中止加查询的办法收集PWM，实时性比较好，体系占用高于定时器办法，可是低于查询办法。
4 仿真剖析
在半物理仿真体系中连人该模仿舵机，体系模仿副翼、升降舵、油门三个舵机。运用该体系收集飞控盒宣布的PWM，并反应电压给模型机。经仿真收集到各舵机的PWM曲线如图6～图8，可知该体系完成具有实时性好，可模仿多种舵机的特色。
5 结语
本文依据VC++规划的模仿舵机体系，完成了无人机飞翔操控半物理仿真中实在舵机的功用，必定程度上降低了试验本钱。该体系功用全面，规划灵敏，可完成多种类型舵机，是一种行之有用的仿真办法。
