【摘要】：飛行控制系統(tǒng)是飛行器自主飛行的核心,被稱為飛行器的大腦。控制系統(tǒng)的好壞直接影響無(wú)人飛行器的飛行狀況。本文選擇涵道共軸雙旋翼式無(wú)人飛行器作為控制對(duì)象,深入研究飛行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及應(yīng)用部分,對(duì)不同的控制通道設(shè)計(jì)合理的控制律,著重研究控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。首先,從飛行控制系統(tǒng)的軟件應(yīng)用環(huán)境著手,針對(duì)飛行控制系統(tǒng)對(duì)空間資源、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的要求選用STM32控制器作為主控制器;分析飛行控制系統(tǒng)的軟件功能需求提出了控制軟件的總體設(shè)計(jì)方案,對(duì)該涵道共軸雙旋翼無(wú)人飛行器的橫縱向通道控制律、航向通道控制律、高度通道控制律等進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次,采用模塊化設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)了信號(hào)處理、控制律設(shè)計(jì)以及變量?jī)?nèi)存管理等模塊,并對(duì)無(wú)人飛行器的橫縱向通道控制律、航向通道控制律、高度通道控制律進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn);還進(jìn)行了地面控制站的軟件開(kāi)發(fā),地面控制站采用C#軟件設(shè)計(jì)完成。地面站可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視以及數(shù)據(jù)保存功能。最后,通過(guò)飛行器飛行調(diào)試實(shí)驗(yàn)測(cè)試本文設(shè)計(jì)的飛行控制系統(tǒng)軟件部分。實(shí)驗(yàn)顯示本文設(shè)計(jì)的飛行控制軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器各通道的有效控制,實(shí)驗(yàn)效果基本滿足設(shè)計(jì)要求,驗(yàn)證了本文飛行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是成功的。
[Abstract]:Flight control system (FCS) is the core of autonomous flight of aircraft and is called the brain of aircraft. The quality of the control system directly affects the flight condition of unmanned aerial vehicle (UAV). In this paper, chuck-coaxial dual-rotor unmanned aerial vehicle is chosen as the control object, and the software design and application of flight control system are deeply studied. For different control channels, reasonable control laws are designed, and the software realization of the control system is emphatically studied. Firstly, the STM32 controller is selected as the main controller to meet the requirements of the flight control system in terms of space resources and system stability from the point of view of the software application environment of the flight control system. Based on the analysis of the function requirements of flight control system, the overall design scheme of the control software is put forward. The control law of the horizontal and longitudinal channel, the course channel and the altitude channel control law of the culvert coaxial double rotor unmanned aerial vehicle are designed. Secondly, the modules of signal processing, control law design and variable memory management are designed by using the modular design concept. The control law of horizontal and longitudinal channel, course channel and altitude channel of unmanned aerial vehicle are realized by software. The ground control station is designed with C # software. The ground station can realize the function of real-time data monitoring and data saving. Finally, the flight control system software designed in this paper is tested by flight debugging experiment. The experimental results show that the flight control software designed in this paper can effectively control every channel of the aircraft, and the experimental results basically meet the requirements of the design. It is verified that the software design of the flight control system in this paper is successful.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1

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本文編號(hào)：2160215