本节将介绍RflyPilot的硬件连接情况,以及在不同仿真验证模式下的最小硬件配置方案。
RflyPilot底板的硬件接口如下图所示

RflyPilot Hardware

IMU传感器板如下图所示,⑩应与司相连

imu

线序介绍

①辅助PWM接口(用于舵机等)

GND PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 PWM6 PWM7 PWM8 5V

注意

应避免RflyPilot飞控对外供电,主副PWM的5V引脚应悬空。

②主PWM接口(用于电调)

GND PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 PWM6 PWM7 PWM8 5V

注意

应避免RflyPilot飞控对外供电,主副PWM的5V引脚应悬空。

③预留串口

GND RTSB CTSB RXB TXB 5V

④IMU接口

GND MISO MOSI CLK CS 3V3

⑤SBUS/IBUS接收机接口

GND NC NC RC 5V

⑥GPS接口

5V TX RX SCL SDA NC NC 3V3 NC GND

⑦外置IIC总线接口

5V SCL SDA GND

⑧电源模块接口(推荐PM06)

5V 5V BAT_V BAT_I GND GND

⑨Type-C USB

注意

默认该TypeC接口允许作为电源输入接口,但无法对外供电。如需供电需短接电路板上的D1二极管。

⑩IMU板接口

3V3 CS CLK MOSI MISO GND

连接说明

MIL仿真

由于MIL仿真的控制器与模型均运行于Simulink中,故其并不需要RflyPilot飞控硬件。为了让仿真时飞行器具有更好地操控性,可以将遥控器连接至计算机。这一小结将主要介绍如何连接遥控器用以进行MIL仿真。

富斯遥控器

需要用一根USB线连接到计算机,此时便可以通过遥控器控制Simulink中的仿真模型。这里笔者使用的是富斯的遥控器,该遥控器可以作为计算机的输入设备,同时Simulink中也有相应的组件支持(Pilot Joystick),驱动正确安装完成后,将在设备管理器中出现“人机接口设备/HID-compliant game controller”。

遥控器驱动

遥控器指令输入对应MIL仿真模型中的Real RC模块。

Tips

Simulink中的Pilot Joystick模块,除了支持富斯的这款遥控器之外,也支持其他遥控器,笔者在这里没有过多尝试。

SIH仿真

在SIH仿真模式下,由于飞控软件和被控对象都运行在RflyPilot中,并不需要连接到飞行器本体上,但是由于仿真过程中,需要输入控制指令,此时,还需要将遥控器的接收机连接到RflyPilot上。
故在SIH仿真模式下,硬件准备上,只需要RflyPilot与遥控器和接收机,最后通过WIFI连接到计算机,在RflySim3D上进行显示。
imu

HIL仿真

HIL仿真相比于实飞实验的区别是RflyPilot飞控直接连接到半物理仿真系统上而不是连接到真实的飞机上。所以进行HIL仿真需要半物理仿真系统,这里笔者采用的是课题组自研的硬件在环实时仿真平台。利用该平台可以完成被控对象的模拟,同时也利用其强大的FPGA,实现传感器级的精细模拟。

由于进行HIL仿真并不需要真实的传感器,为了方便进行HIL仿真,笔者直接使用树莓派4B和“Rflysim for Pilot"接口板代替RflyPilot连接到硬件在环仿真平台上。

HIL仿真器-飞控平台

将以上两个组件拼接完成后,得到了可以用于硬件在环仿真的RflyPilot。

注意

由于前期硬件电路设计存在一些小问题,串口芯片SC16IS752IPW的中断引脚没有连接到树莓派的BCM24号引脚,故这里增加了红色飞线

用于HIL仿真的RflyPilot

参考硬件在环实时仿真平台中的教程进行硬件连接,便可以得到如下半物理联合仿真平台。

用于HIL仿真的RflyPilot

Tip

由于飞控运行时处理器功率增加,为保障计算性能,建议使用大功率电源连接树莓派。

注意

应避免RflyPilot飞控对外供电,主副PWM的5V引脚应悬空。

实飞实验

实飞实验的硬件连接可以参考如下图。

Tip

RflyPilot在工作时对电源功率有一定的要求,这里推荐读者使用PM06电源模块。

注意

应避免RflyPilot飞控对外供电,主副PWM的5V引脚应悬空。