在无人机研发领域,飞控系统作为 “大脑”,其功能性能直接决定飞行安全与任务精度。传统试飞测试不仅成本高、周期长,还面临坠机、设备损坏等不可控风险。凯云凭借在实时仿真与测试领域的深厚技术积累,推出以实时仿真软件 SimuRTS 为核心的无人机飞控半实物仿真测试系统,为无人机飞控研发提供 “低成本、高保真、高安全” 的测试解决方案,助力客户实现飞控系统从设计到验证的全流程闭环。
一
案例背景:破解无人接飞控测试痛点
无人机研发企业在飞控系统迭代过程中,面临三大核心难题:一是实际试飞需反复调试,单次试飞成本超 10 万元,且极端姿态(如空中翻滚、高速俯冲)测试风险极高,易导致飞控板损毁;二是实验室环境无法模拟真实飞行中的气流扰动、复杂地形等环境因素,测试数据与实际工况偏差大;三是飞控算法验证依赖物理样机,研发周期被拉长 3-6 个月,难以满足市场快速迭代需求。
针对这些痛点,凯云为其定制无人机飞控半实物仿真测试系统,以 SimuRTS 为核心构建 “软件模拟 + 硬件联动” 的测试环境,无需实际飞行即可实现飞控系统全场景验证,彻底改变传统测试模式。
二
系统核心架构:SimuRTS的“中枢神经”作用
凯云无人机飞控半实物仿真测试系统由硬件与软件协同构成,而 SimuRTS 作为软件层的核心,贯穿 “模型开发 - 实时仿真 - 测试验证” 全流程,其功能与优势在系统中得到充分发挥:
1.硬件支撑:为SimuRTS提供高保真运行载体
系统硬件包含主控计算机、实时仿真计算机(搭载 LinuxRT 实时操作系统)、多通道接口板卡、三维视景显示模块及三轴转台,其中:
实时仿真计算机作为 SimuRTS 的 “运行基座”,保障软件在毫秒级响应精度下稳定运行;
多通道接口板卡实时采集飞控板输出的 PWM 电机信号,传输至 SimuRTS 关联的动力学模型;
三轴转台与三维视景模块则作为 “结果反馈终端”,将 SimuRTS 的仿真计算结果转化为物理姿态与可视化场景。
2.SimuRTS核心功能:打造全流程仿真测试能力
作为系统的 “中枢神经”,SimuRTS 凭借三大核心能力,解决飞控测试关键需求:
多环境兼容,降低模型开发门槛:支持与 MATLAB/Simulink、AMESim 等主流建模工具无缝对接,研发人员无需重构模型,即可将无人机飞行动力学模型导入系统,大幅缩短模型开发周期。例如该企业前期在 Simulink 中搭建的动力学模型,通过 SimuRTS 直接适配,1 天内完成模型迁移与调试,较传统方案节省 5 天以上时间。
高实时性,还原真实飞行工况:基于 LinuxRT 实时操作系统,SimuRTS 的仿真步长可达 1ms,能够精准同步飞控板的 PWM 信号采集、动力学模型解算过程。在模拟 “空中翻滚” 姿态时,飞控板输出指令后,SimuRTS 可在 20ms 内完成数据处理,并驱动三轴转台同步模拟姿态,仿真延迟远低于行业 50ms 的平均水平,确保测试数据与真实飞行高度一致。
跨平台适配,灵活支撑测试场景:无论是实验室单机测试,还是多设备联动的复杂仿真(如多无人机协同控制测试),SimuRTS 均可兼容不同硬件配置,支持多通道数据交互。该企业后期拓展 “无人机集群飞控测试” 时,仅需在原有系统基础上增加接口板卡,SimuRTS 即可自动识别并适配新硬件,无需重新开发软件模块,硬件拓展成本降低 40%。
/固定翼无人机动力学模型图/
三
案例成效:SimuRTS为企业创造核心价值
/工装界面图/
成本大幅降低:极端姿态测试无需实际试飞,避免飞控板损毁风险,单款飞控研发周期内测试成本从 50 万元降至 8 万元,降幅达 84%;
研发效率提升:飞控算法验证周期从 2 个月缩短至 2 周,加快无人机的上市时间;
测试覆盖度提高:通过 SimuRTS 可模拟多种飞行场景(含暴雨、强风等极端环境),测试覆盖度从传统试飞的 30% 提升至 95%,飞控系统故障率降低 60%。
四
凯云服务优势:不止于软件,更有全周期保障
除 SimuRTS 的技术优势外,凯云还为客户提供 “定制化 + 全周期” 服务:
方案定制:根据无人机类型(消费级、工业级、军工级)的不同,调整 SimuRTS 的仿真参数与硬件配置,例如为军工无人机定制 “抗电磁干扰” 仿真模块;
技术支持:提供 7×24 小时远程调试服务,确保系统故障 1 小时内响应、5 小时内解决;
迭代升级:随无人机技术发展,定期为 SimuRTS 更新功能,保障系统长期适配客户需求。
从核心软件到完整解决方案,从技术研发到落地服务,凯云以 SimuRTS 为核心的无人机飞控半实物仿真测试系统,正成为无人机产业高质量发展的 “加速器”。未来,凯云将持续深耕实时仿真技术,为更多行业提供更高效、更可靠的测试解决方案。
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凯云简介
凯云是国内领先的嵌入式系统半实物仿真与测试基础产品供应商,获深创投及中软国际等机构多轮投资。公司总部位于北京丰台,在合肥、西安、长沙、成都、南京、武汉、绵阳等地设有分支机构。其全资子公司凯云联创(北京)科技有限公司,国家高新及双软认定企业、瞪羚企业、专精特新企业。
核心产品:半实物仿真测试开发环境ETest、实时仿真环境SimuRTS、实时仿真板卡SimuCard及各型测试设备。
主要客户:航空航天、核工业、电子装备、兵器船舶、轨道交通、汽车电子、高等院校。
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