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无人机通用维护性机内自检测系统设计与实现

唐建生  
【摘要】:随着无人机在近10场世界主要局部战争中的成功应用,同时因为其在民用领域存在的巨大潜能,各国均大力加强了无人机研发力度。无人机设计研发中,飞行控制系统是无人机的系统中最为核心的部分,它的准确性和完整性是其它所有系统正常协调工作的关键保证。为确保飞行控制系统的高性能性、高稳定性和高安全性,需要对其做针对性的维护测试实验。维护性机内自检测系统(MBIT)就是为地勤人员对飞行控制系统各模块功能检查、故障定位、性能分析、维护测试信息记录以及进行闭环仿真实验的地面综合测试系统。 针对国内现阶段无人机维护性机内自检测系统研发过程中,各型号无人机采用独立设计方案导致的软件无法复用、资源利用率低、研发成本高以及研发周期长等缺点,本文提出了一种通用MBIT的体系框架结构。并结合面向对象的设计模式思想,设计了该体系框架的内核部分,包括通用描述库、回调模块、通用调用层。综合考虑系统分解对象集合的封装、粒度、依赖关系等因素,采用工厂方法、抽象工厂、状态行为型模式、单件模式以及装饰构造型模式等设计模式进行针对性设计,并给出了解决该系统软件设计问题的模式结构。根据系统需求分析,在通用内核的基础上进行功能模块设计,建立各个功能模块用例活动流程图以及类图的静态模型。最后给出了基于某型号需求的通用MBIT系统实现效果,并分析了其主要测试模块的测试过程。 此系统设计的创新之处在于使得MBIT软件易于扩展和维护,不同型号无人机的MBIT系统可以此通用内核为基础进行开发,大幅提高研发效率。同时增强了系统的可扩展性、软件的灵活性、复用性,减少了各模块间的强耦合度和数据冗余。目前此通用MBIT系统已研制完成,并成功应用于某型号无人机二代维护测试系统,通过大量的地面维护测试试验,证明了该系统架构设计的可靠性和稳定性。


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