桂 洲 祖家奎

(南京航空航天大学自动化学院 江苏 南京 210016)

0 引 言

无人直升机经过二十多年的快速发展已逐步应用于军用和民用领域，在军事侦察、攻击、反恐、电力寻线、目标监控以及农业植保等方面发挥着越来越重要的作用[1]。当前任务的执行是以单架无人直升机系统为主要飞行单元的，然而针对协同复杂任务飞行的新需求，多机编队飞行控制是当前无人直升机工程应用的迫切需求之一[2]。编队飞行通常指多架无人机按照一定的编队方案保持队形不变或者相对位置在一定范围内变动的协同飞行，其核心是编队飞行控制系统的设计与实现，涉及多机通信、协同任务分配、协同航迹规划、控制律等多个技术细节，是一个约束条件众多且复杂的问题。此外，多机编队飞行的技术风险大，从工程实现角度需要基于一套完整的设计和实现手段，而多机编队飞行仿真系统是降低研制成本、有效控制飞行风险、提高研制效率的重要技术方法。

本文针对某型无人直升机由一站(地面测控站)一机升级到一站多机(最多五机)的工程特殊需求，在原单机航电系统的基础上，设计和实现了一种系统简单、开发快速、验证便捷的多机编队飞行控制仿真系统，主要包括多机通信、飞控软件在环(简称等效飞控)、直升机模型与飞行视景、地面站软件等细节。

1 需求分析与开发方案

某型无人直升机为了实现前期多机编队飞行控制的技术验证和工程过渡，希望基于现有单机飞控系统且不改动硬件和增加成本的前提下，充分发挥现有测控系统的通信能力，通过飞行控制系统的软件升级实现某型无人直升机一站最多五机的编队飞行。……