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陆海空无人系统协同控制半实物仿真平台
2023-10-12 11:44:22
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一、概述

本平台是一套面向海陆空天多域协同作战体系论证与控制算法验证的集成化实验系统。可在实验室环境下构建覆盖无人机、无人车、无人船、卫星等多域无人平台的协同作战仿真验证环境。

平台支持从单平台控制系统设计验证到多域集群协同作战演练的全链路仿真,可有效替代高风险、高成本的实装编队试验,为兵器装备体系化论证与协同控制算法迭代提供安全、经济、可重复的数字化验证基础设施。

二、特征优势

 Ø  多域异构平台统一建模:支持无人机、无人车、无人船、卫星等异构平台的统一建模、控制系统设计验证与快速控制原型(RCP),可在同一仿真场景下开展跨域编队联合仿真。

Ø  多控制器并行在环仿真:支持多个异构平台控制器同时接入实时仿真回路,通过反射内存网实现域间数据低延迟共享,支撑集群协同控制算法的大规模验证。

Ø  虚实结合部组件级测试:支持传感器、舵机、传动机构、通信链路等关键部组件的独立仿真测试与真假件切换实验,可在早期发现组件间接口匹配与数据兼容性问题。

Ø  物理设备集成与场景复现:支持集成三轴转台及运动模拟器等物理设备,在实验室环境下复现被控对象运动特性,结合大屏态势显示构建高临场感的协同作战演练环境。

Ø  故障注入与边界探索:支持通信链路中断、节点失效、传感器故障等战场典型异常场景的仿真注入,验证编队控制算法在降级条件下的鲁棒性与自愈能力。

三、系统组成

上位机为Windows开发主机,负责各域控制系统设计、工程管理、数据监视与态势显示;下位机由多核实时仿真机、三轴转台及配套运动模拟器组成,各域实时仿真机通过反射内存网实现数据交互,支撑多域并行联合仿真,系统总体架构及主要硬件组成如下。

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四、应用场景

平台支撑陆海空天各域无人系统的单平台及多域联合半实物仿真,覆盖飞控硬件在环测试、传感器接口联调、编队协同控制验证、故障模式注入及部组件在环测试等典型场景。