Control Units Interface for JSBSim Simulator

Abstract

This thesis is primarily focused on development of a software interface between existing flight dynamics model and a custom-made flight controller software (FCS). The interface is able to realize both software-in-the-loop simulation and hardware-in-the-loop simulation. Simulations are then used to aid development of a fully functional FCS, which should be able to control a flight of a quadcopter in real time. We use the simulation to verify the performance and safety of the FCS and to configure the FCS for a stable flight. Software-in-the-loop simulation is used for fast iteration and testing of different configurations and for detection of possible software issues, while hardware-in-the-loop is used to better approximate the behavior of the real system. Finally, a quadcopter controlled by the custom FCS is assembled and tested in the real world to observe differences between the simulated system and reality.

Tato diplomová práce se zabývá především vývojem softwarového rozhraní mezi existujícím modelem dynamiky letu a vlastním softwarem pro řízení letu (Flight controller software - FCS). Rozhraní umožňuje provádět tzv. software-in-the-loop simulaci a hardware-in-the-loop simulaci. Tyto simulace jsou pak použity při vývoji plně funkčního FCS, který by měl být schopen v reálném čase řídit let kvadrokoptéry. Simulace použijeme pro ověření chování a bezpečnosti FCS a pro nalezení takové konfigurace, která zajišťuje stabilní let. Software-in-the-loop simulaci použijeme pro rychlé iterování a testování rozdílných konfigurací a pro detekci případných chyb v kódu. Naproti tomu hardware-in-the-loop simulaci použijeme pro lepší odhad chování reálného systému. V neposlední řadě otestujeme reálnou kvadrokoptéru řízenou takto vyvinutým FCS a popíšeme rozdíly mezi simulací a realitou.