电子产品世界

Author(s):
G. M. Saggiani - University of Bologna, School of Engineering Forlì
R. Pretolani - University of Bologna, School of Engineering Forlì
B. Teodorani - University of Bologna, School of Engineering Forlì
F. Zanetti - University of Bologna, School of Engineering Forlì

Industry:
Aerospace/Avionics, Research

Products:
PXI-7831R, CompactRIO, Real-Time Module, LabVIEW, FPGA Module, Control Design and Simulation Module, NI 9474, NI 9411

The Challenge:
为博洛尼亚大学(UNIBO)的旋翼式无人飞行器(RUAV)平台开发硬件在环测试台，它能够对实际的UAV系统进行模拟，用于进行安全无风险的飞行前测试。

The Solution:
使用NI CompactRIO和LabVIEW FPGA 模块开发集成的模块化HIL仿真系统。

无人驾驶飞行器在民用和军用的许多领域中，是一个很有前景的低成本选择。相比传统的飞行器，无人飞行器可以提供更低的运行成本和显著的人员安全优势（特别是枯燥、肮脏和危险的任务）。近几年来，我们开展了若干个民用的固定机翼或旋翼式UAV平台的研究项目。

为了开发出这种类型的平台，我们需要新的航空电子系统，能够使直升机保持在稳定的高度并按照需要的轨迹飞行。该航空电子设备系统包含传感器、计算机和数据通信硬件，以及对飞行器进行导航和控制的软件。RUAV航空电子系统的开发，需要涉及到微电子、数据通信、电子集成、安装和编程、滤波器设计、信号调理及振动隔离等广泛领域。传统的RUAV项目使用机载电子设备，需要雇佣大量的专业技术人员进行系统的装配和测试，这增加开发的时间成本。

在我们开发的RUAV航空电子系统组件中，使用CompactRIO作为飞行计算机，因为它有着可靠且可重新配置的构架，可以快速而便捷地集成不同的I/O硬件和传感器。

与直升机平台建造及航空电子系统开发同时进行的是，在LabVIEW环境中开发模块化半实物测试平台，用于安全无风险的飞行前测试。CompactRIO和HIL仿真器可以快速而便捷的进行编程。它们还可以加速软硬件的开发和整合。

硬件和系统构架

RUAV系统的开发通常使用下面的方法：

硬件选型和系统建立
设计传感器采集软件和控制系统
开发半实物测试台，对机载硬软件进行无风险的地面测试
最终的自主飞行实验测试

我们的RUAV平台由Hirobo60业余直升机组成，我们对直升机进行了改装来装载航空电子硬件。为了提高直升机的载重能力，我们还安装了更为强大的引擎、更长的玻璃纤维桨叶、更长的尾桁和尾桨。

关键词： 无人飞行器 仿真器 硬件