導(dǎo)航制導(dǎo)與控制是小型無(wú)人機(jī)完成目標(biāo)偵察、導(dǎo)航定位、航跡規(guī)劃、目標(biāo)攻擊等各項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)的重要保障。作為小型無(wú)人機(jī)重要功能之一,自主制導(dǎo)與控制是其完成既定任務(wù)的堅(jiān)實(shí)保障�？刂葡到y(tǒng)的高效執(zhí)行可為飛行仿真實(shí)驗(yàn)提供更加精確有效的數(shù)據(jù)參考,為飛行器的設(shè)計(jì)與研發(fā)提供可靠的依據(jù)與研發(fā)保證。三軸轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的控制是半物理仿真測(cè)試的核心部分,轉(zhuǎn)臺(tái)的控制效果決定了半物理仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果精度與可靠性。本文在小型無(wú)人機(jī)飛控與三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)和半物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,研究了國(guó)內(nèi)外發(fā)展方向;分析了半物理仿真的原理、結(jié)構(gòu)與功能;研究了小型無(wú)人機(jī)飛控姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)方程;完成了轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)控制的四元數(shù)解算與仿真驗(yàn)證;對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰、滾轉(zhuǎn)與偏航姿態(tài)分別進(jìn)行了控制設(shè)計(jì)與Simulink仿真驗(yàn)證,并與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析。完成了轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。在三軸轉(zhuǎn)臺(tái)平臺(tái)上,設(shè)計(jì)了基于PCI總線的MPC08SP運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及基于STM32的下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。完成了各模塊電路的設(shè)計(jì)、AD軟件繪圖及PCB板制作,通過(guò)RW009無(wú)線WIFI互聯(lián)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的實(shí)時(shí)通信,完成轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,在系統(tǒng)可靠性與精度方面有所提高。設(shè)計(jì)了...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排
第2章 半物理仿真與轉(zhuǎn)臺(tái)姿態(tài)解算
    2.1 半物理仿真原理
    2.2 半物理仿真的基本功能
    2.3 動(dòng)力學(xué)坐標(biāo)系
        2.3.1 坐標(biāo)系簡(jiǎn)述
        2.3.2 姿態(tài)角
        2.3.3 坐標(biāo)系基元旋轉(zhuǎn)矩陣
        2.3.4 歐拉角法
    2.4 四元數(shù)姿態(tài)解算
    2.5 飛行器運(yùn)動(dòng)自由度
    2.6 無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)方程組
    2.7 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組
    2.8 小結(jié)
第3章 飛控姿態(tài)半物理仿真控制器設(shè)計(jì)
    3.1 飛行控制數(shù)學(xué)模型
    3.2 運(yùn)動(dòng)控制姿態(tài)仿真
        3.2.1 俯仰角控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.2 俯仰角控制系統(tǒng)仿真
        3.2.3 滾轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.4 滾轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)仿真
        3.2.5 偏航角控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.6 偏航角控制系統(tǒng)仿真
    3.3 小結(jié)
第4章 飛控姿態(tài)半物理仿真系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 飛控姿態(tài)半物理仿真系統(tǒng)總體方案
        4.1.1 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
        4.1.2 飛控姿態(tài)半物理仿真系統(tǒng)總框圖
        4.1.3 仿真控制系統(tǒng)分析
        4.1.4 基于PC機(jī)的多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
    4.2 主要器件選型
        4.2.1 主控處理器
        4.2.2 傳感器
        4.2.3 運(yùn)動(dòng)控制卡
        4.2.4 三軸轉(zhuǎn)臺(tái)
        4.2.5 顯示器
        4.2.6 通信接口
        4.2.7 WIFI模塊
    4.3 飛控姿態(tài)半物理仿真系統(tǒng)詳細(xì)電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 下位機(jī)主控電路設(shè)計(jì)
        4.3.2 MPC08控制電路設(shè)計(jì)
        4.3.3 電源電路設(shè)計(jì)
        4.3.4 監(jiān)控顯示模塊電路
        4.3.5 RW009WIFI接口電路
        4.3.6 JTAG接口電路
        4.3.7 傳感器電路
        4.3.8 通信電路
    4.4 小結(jié)
第5章 飛控姿態(tài)半物理仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 軟件開發(fā)環(huán)境
        5.1.1 下位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境
        5.1.2 上位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境
    5.2 軟件功能設(shè)計(jì)
        5.2.1 上位PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)
        5.2.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    5.3 系統(tǒng)仿真流程
    5.4 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開發(fā)
    5.5 PCI總線數(shù)據(jù)讀寫
    5.6 RW009WIFI數(shù)據(jù)處理
    5.7 慣性傳感器數(shù)據(jù)采集
        5.7.1 SPI串行接口
        5.7.2 ADIS16350數(shù)據(jù)讀寫
    5.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.9 小結(jié)
第6章 CMAC與PID控制算法研究
    6.1 CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法
    6.2 控制器設(shè)計(jì)
    6.3 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 論文研究工作總結(jié)
    7.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝
附錄



本文編號(hào)：3767834