基于ARM的小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計
本文關(guān)鍵詞:基于ARM的小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】: 小型無人直升機具有懸停、側(cè)飛、倒飛等獨特的飛行特性,能夠?qū)崿F(xiàn)固定翼飛機所不能完成的飛行動作,在軍事和民用方面都有很大的應(yīng)用需求。飛行控制系統(tǒng)是小型無人直升機系統(tǒng)的重要組成部分,是飛行控制算法的運行平臺,也是實現(xiàn)小型無人直升機自主飛行的關(guān)鍵部分。進行小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文圍繞小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)展開論述。首先,文章對目前小型無人直升機及其飛行控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了綜述,在此基礎(chǔ)上提出了一種以ARM處理器為控制核心、以CPLD為輔助控制器件的飛行控制系統(tǒng)方案。 其次,文章重點描述了小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程和相關(guān)方案。飛行控制系統(tǒng)的硬件部分由ARM模塊和CPLD模塊兩大部分組成,其中包括數(shù)據(jù)采集電路、串口通訊電路、舵機控制電路、電源電路等硬件功能模塊。軟件部分由基于Linux2.6內(nèi)核的操作系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動組成,并設(shè)計了基于SD卡的軟件存儲系統(tǒng)。 最后,文章對小型無人直升機的導(dǎo)航控制系統(tǒng)進行了一些探討。討論了從飛行控制系統(tǒng)到導(dǎo)航控制系統(tǒng)的平臺升級方案和小型無人直升機在未知環(huán)境中的導(dǎo)航控制算法。
【關(guān)鍵詞】:小型無人直升機 飛行控制系統(tǒng) ARM CPLD Linux內(nèi)核
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號】:V249.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 引言8-10
- 1.1.1 小型無人直升機概述8-9
- 1.1.2 小型無人直升機的飛行控制系統(tǒng)9-10
- 1.2 飛行控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.1 幾個典型的飛行控制系統(tǒng)架構(gòu)10-11
- 1.2.2 飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢11-12
- 1.3 論文安排12-14
- 第二章 飛行控制系統(tǒng)設(shè)計需求14-20
- 2.1 對象特性14-15
- 2.2 軟硬件設(shè)計需求15-17
- 2.3 基于ARM的飛行控制系統(tǒng)17-20
- 第三章 飛行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計20-39
- 3.1 飛行控制系統(tǒng)總框架20-21
- 3.2 ARM模塊設(shè)計21-27
- 3.2.1 ARM模塊框圖21
- 3.2.2 微處理器21-23
- 3.2.3 串口通訊電路23-24
- 3.2.4 以太網(wǎng)接口電路24-25
- 3.2.5 雙口RAM電路25-26
- 3.2.6 SD卡接口電路26-27
- 3.3 CPLD模塊設(shè)計27-34
- 3.3.1 CPLD模塊框圖27
- 3.3.2 CPLD芯片27-28
- 3.3.3 AD采樣控制模塊28-30
- 3.3.4 舵機控制模塊30-33
- 3.3.5 轉(zhuǎn)速和電壓測量模塊33-34
- 3.4 電源管理模塊設(shè)計34-36
- 3.4.1 系統(tǒng)電源電路34-35
- 3.4.2 雙電池供電電路35-36
- 3.5 智能電池組充電器設(shè)計36-39
- 第四章 飛行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計39-62
- 4.1 嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計39-54
- 4.1.1 典型的嵌入式操作系統(tǒng)39
- 4.1.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)39-41
- 4.1.3 交叉編譯環(huán)境41-45
- 4.1.4 引導(dǎo)裝載程序設(shè)計45-49
- 4.1.5 Linux 2.6內(nèi)核移植49-52
- 4.1.6 根文件系統(tǒng)創(chuàng)建52-54
- 4.2 外圍接口驅(qū)動54-59
- 4.2.1 Linux的驅(qū)動設(shè)計54-56
- 4.2.2 以太網(wǎng)接口驅(qū)動56-57
- 4.2.3 I2C接口驅(qū)動57-58
- 4.2.4 SD卡接口驅(qū)動58-59
- 4.3 應(yīng)用系統(tǒng)的SD卡存儲方案59-62
- 第五章 導(dǎo)航控制系統(tǒng)研究62-69
- 5.1 引言62
- 5.2 從飛行控制系統(tǒng)到導(dǎo)航控制系統(tǒng)62-63
- 5.3 未知環(huán)境中的導(dǎo)航控制63-69
- 第六章 總結(jié)與展望69-71
- 參考文獻71-76
- 致謝76-77
- 作者攻讀碩士期間完成的科研成果77
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