發(fā)布時間：2017-10-10 21:23

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM的超小型無人直升機飛控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：與機翼固定不動的無人機比較,擁有旋翼的直升機能夠在垂直方向上升或下降、在空中的固定位置懸停、向前方飛行、向后方飛行、側(cè)向飛行和在原地轉(zhuǎn)頭,發(fā)生故障時可以安全著陸,因其顯著的優(yōu)勢使得其在軍事和民事中的各個領(lǐng)域中大量被應(yīng)用。伴著無人直升機的應(yīng)用與日俱增,全球有愈來愈多的科學(xué)研究機構(gòu)和組織對其進行研究。飛控系統(tǒng)在整個無人直升機系統(tǒng)中充當(dāng)著重要角色。飛行控制系統(tǒng)所涉及到的硬件較多,所以要求飛控計算機擁有足夠的接口資源來收發(fā)大量數(shù)據(jù)。飛行控制系統(tǒng)較復(fù)雜,往往需要處理多個任務(wù)并且對實時性有極高的要求,所以飛行控制軟件應(yīng)該基于一個可靠的操作系統(tǒng)而建立。針對以上的兩點要求,本設(shè)計采用了以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的處理器作為飛控計算機,并且在μC/OS-II實時操作系統(tǒng)下對實現(xiàn)機載飛控軟件的設(shè)計。首先,本文從硬件入手,分析了超小型無人直升機飛控系統(tǒng)的硬件功能需求,依據(jù)此需求,給出了硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并闡述了所涉及的硬件的工作原理、接口方式、通信方法等。然后,從軟件入手,分析了超小型無人直升機飛控系統(tǒng)的軟件功能需求,并據(jù)此對軟件功能做出劃分。在硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了機載飛控軟件和上位機數(shù)據(jù)傳輸軟件,其中機載飛控軟件基于μC/OS-II實時操作系統(tǒng),被劃分為9個任務(wù),相關(guān)的任務(wù)之間采用消息郵箱通信機制進行同步;上位機數(shù)據(jù)傳輸軟件基于LabVIEW而設(shè)計,用于飛機起飛前對于控制參數(shù)的傳遞。最后,闡述了軟件開發(fā)的環(huán)境,軟件的調(diào)試方法并且對完成的飛控軟件的功能進行測試。結(jié)果表明本文設(shè)計的超小型無人直升機飛控系統(tǒng)能夠達到基本功能需求。
【關(guān)鍵詞】：超小型無人直升機 飛控系統(tǒng)框架 ARM μC/OS-II LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279;V249.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 小型無人直升機研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 本文研究內(nèi)容及重難點11-14
• 第2章 超小型無人直升機飛控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計14-24
• 2.1 硬件功能需求分析14
• 2.2 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計14-15
• 2.3 硬件工作原理15-23
• 2.3.1 飛控計算機15-16
• 2.3.2 姿態(tài)測量儀16-18
• 2.3.3 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)18-21
• 2.3.4 超聲波測距儀21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 超小型無人直升機飛控系統(tǒng)軟件設(shè)計24-57
• 3.1 軟件功能需求分析24-25
• 3.2 基于 μC/OS-II的機載飛控軟件設(shè)計25-46
• 3.2.1 μC/OS-II實時內(nèi)核26-34
• 3.2.2 開始任務(wù)34
• 3.2.3 遙控任務(wù)34-36
• 3.2.4 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集處理任務(wù)36-39
• 3.2.5 高度數(shù)據(jù)采集處理任務(wù)39-40
• 3.2.6 GPS數(shù)據(jù)采集處理任務(wù)40-42
• 3.2.7 下位機數(shù)據(jù)接收任務(wù)42-43
• 3.2.8 控制律任務(wù)43-44
• 3.2.9 舵機控制任務(wù)44-45
• 3.2.10 遙測任務(wù)45-46
• 3.3 基于LabVIEW的上位機軟件設(shè)計46-56
• 3.3.1 USB總線儀器特點46-48
• 3.3.2 配置NI-VISA控制USB設(shè)備48-49
• 3.3.3 上位機軟件設(shè)計49-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 超小型無人直升機飛控系統(tǒng)功能測試57-64
• 4.1 軟件開發(fā)57-59
• 4.2 軟件功能測試59-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王奕;曾國貴;黃一敏;王小青;;基于μC/OS-Ⅱ的無人直升機飛行控制軟件設(shè)計[J];直升機技術(shù);2007年02期

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本文編號：1008693