SCADE在无人机飞行控制软件设计中的应用

摘要

在无人机飞行控制系统中,机载飞控软件是重要的组成部件,也是影响系统安全的关键部件,具有规模大、功能多、复杂性高等特点。目前的飞控软件开发基本都是采用传统的手工编码方式,效率和可靠性较低。
　　 本文主要研究了将高安全性软件开发环境(Safety-Critical ApplicationDevelopment Environment,简称SCADE)应用到无人机飞行控制软件设计中,采用图形化软件开发方法,以及代码自动生成进行软件的开发、测试,寻求一种无人机飞控软件开发的新方法,增强软件的安全性和可靠性,提高软件开发的自动化程度。
　　 首先介绍了SCADE软件的关键概念,以及SCADE软件可视化的建模方法。
　　 其次对无人机飞行控制软件进行需求分析和总体设计,对整个飞控软件按照功能模块进行划分,并绘制了软件功能图。
　　 再次以某型无人机飞行控制软件为例,对控制律、余度管理、导航制导的部分功能软件进行需求分析和详细设计,按照SCADE开发嵌入式软件的设计方法,即直观的图形化建模,实践了模型的搭建。并研究了对SCADE自动生成的高安全性C代码进行集成,以得到完整的无人机飞控软件。
　　 最后通过半物理实时仿真试验,验证了采用SCADE设计无人机飞行控制软件的正确性。
　　 实际无人机飞行控制软件设计过程与测试结果表明,SCADE在很大程度上实现了软件开发的自动化,节约了开发成本和开发时间,并具有很高的安全性特征,在无人机飞行控制软件开发中有着较高的应用价值。