本文關(guān)鍵詞：小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)是小型無人機(jī)的重要組成部分，，其性能直接關(guān)系到小型無人機(jī)的飛行安全。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了以MPC565處理器為核心的小型無人機(jī)飛行控制硬件系統(tǒng)和底層驅(qū)動軟件，為飛行控制系統(tǒng)小型化奠定了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。 本文根據(jù)小型無人機(jī)對飛行控制系統(tǒng)的高集成度、可擴(kuò)展性等技術(shù)要求，完成了以MPC565處理器為核心的小型飛行控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)，將飛行控制系統(tǒng)劃分為主控模塊、傳感器和舵機(jī)模塊、接口模塊，降低了系統(tǒng)的耦合度，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)主控模塊硬件功能要求，設(shè)計(jì)開發(fā)了時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、BDM接口電路和存儲器擴(kuò)展電路，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性，解決了存儲器資源不足的問題。同時(shí)，本文采用開關(guān)電源模塊和線性穩(wěn)壓源模塊，設(shè)計(jì)開發(fā)了多種類型電源電路，滿足了系統(tǒng)供電需求。針對系統(tǒng)集成多種接口傳感器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于SPI接口的氣壓計(jì)、空速計(jì)等接口電路和基于串口的GPS、Xtend接口電路。為了滿足系統(tǒng)可擴(kuò)展性需求，還設(shè)計(jì)了多路模擬量輸入/輸出（A/D、D/A）接口、PWM捕獲接口、離散量接口、串口和CAN接口電路。 最后，開發(fā)了底層驅(qū)動軟件，并將U-Boot移植到目標(biāo)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了程序下載和硬件接口的管理與驅(qū)動。對硬件系統(tǒng)進(jìn)行最小系統(tǒng)測試、接口模塊測試和系統(tǒng)集成測試。測試結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的正確性與可行性，滿足了飛行控制系統(tǒng)的功能與性能要求。
【關(guān)鍵詞】：小型無人機(jī) MPC565 飛行控制系統(tǒng) U-Boot CAN
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：V249
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目錄6-9
• 圖表清單9-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 引言13-14
• 1.2 飛行控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)16-18
• 1.4 研究內(nèi)容和章節(jié)安排18-20
• 第二章 主控模塊硬件設(shè)計(jì)20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 CPU 選型20-22
• 2.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)22-23
• 2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)23-25
• 2.5 調(diào)試接口設(shè)計(jì)25-26
• 2.6 存儲器擴(kuò)展26-30
• 2.6.1 MPC565 總線結(jié)構(gòu)和存儲體系27-28
• 2.6.2 存儲器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)28-30
• 2.7 電源電路設(shè)計(jì)30-35
• 2.7.1 供電需求分析30-31
• 2.7.2 電源設(shè)計(jì)方案31-32
• 2.7.3 電源電路設(shè)計(jì)32-35
• 2.8 本章小結(jié)35-36
• 第三章 傳感器和舵機(jī)接口硬件設(shè)計(jì)36-43
• 3.1 引言36
• 3.2 氣壓計(jì)/空速計(jì)接口設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.1 傳感器濾波電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.2 氣壓計(jì)接口電路設(shè)計(jì)38
• 3.2.3 空速計(jì)接口電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.3 ADIS16365 接口電路設(shè)計(jì)39
• 3.4 GPS/Xtend 接口電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.4.1 GPS 接口電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.4.2 Xtend 接口電路設(shè)計(jì)40-41
• 3.5 舵機(jī)接口電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 接口模塊硬件設(shè)計(jì)43-50
• 4.1 引言43
• 4.2 SPI 電路設(shè)計(jì)43-46
• 4.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)43-45
• 4.2.2 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 PWM 捕獲接口電路設(shè)計(jì)46
• 4.4 離散量接口電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.5 串行接口電路設(shè)計(jì)47-48
• 4.6 CAN 接口電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.7 本章小結(jié)49-50
• 第五章 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)50-65
• 5.1 引言50
• 5.2 Bootloader 的移植50-53
• 5.2.1 Bootloader 簡介50-51
• 5.2.2 U-Boot 的移植51-53
• 5.3 系統(tǒng)板級初始化53-57
• 5.3.1 BDM 調(diào)試環(huán)境配置53-55
• 5.3.2 系統(tǒng)的啟動55-57
• 5.4 存儲器驅(qū)動程序57-59
• 5.4.1 SRAM 驅(qū)動程序57
• 5.4.2 FLASH 驅(qū)動程序57-59
• 5.5 A/D 和 D/A 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)59-60
• 5.6 PWM 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)60-62
• 5.6.1 PWM 輸出驅(qū)動程序設(shè)計(jì)60-61
• 5.6.2 PWM 捕獲驅(qū)動程序設(shè)計(jì)61-62
• 5.7 離散量驅(qū)動程序設(shè)計(jì)62-63
• 5.8 串行接口驅(qū)動程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.8.1 CPU 自帶串口驅(qū)動程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.8.2 TPU3 單元配置串口驅(qū)動程序設(shè)計(jì)64
• 5.9 本章小結(jié)64-65
• 第六章 系統(tǒng)測試結(jié)果和分析65-73
• 6.1 引言65
• 6.2 小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)硬件參數(shù)65-66
• 6.3 處理器最小系統(tǒng)測試66-68
• 6.4 接口模塊測試68-70
• 6.4.1 A/D 采樣測試68
• 6.4.2 PWM 接口測試68-69
• 6.4.3 離散量接口測試69
• 6.4.4 串行接口測試69-70
• 6.5 系統(tǒng)集成測試70-72
• 6.6 本章小結(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)與展望73-75
• 7.1 本文主要研究工作73
• 7.2 后續(xù)工作展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃景懷;;基于火箭發(fā)射的折疊式無人機(jī)[J];科技創(chuàng)新與品牌;2011年02期

2 烏仁格日樂;馬少瑛;;基于MPXA4115A傳感器的小型無人機(jī)高度測量系統(tǒng)[J];電腦知識與技術(shù);2011年25期

3 溫杰;;美國陸軍規(guī)劃無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展方向[J];國際航空;2010年09期

4 田澤;李娜;程國建;;飛行控制系統(tǒng)中Mil-1394b仿真節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)[J];電腦知識與技術(shù);2011年13期

5 溫杰;;美國空軍全面規(guī)劃無人機(jī)系統(tǒng)的未來[J];國際航空;2010年03期

6 劉希;朱凡;蔡滿意;張健;陳冰;;飛行控制系統(tǒng)可視化仿真平臺設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年16期

7 張勇;;模擬器在飛行控制系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2011年S1期

8 李明喜;項(xiàng)昌樂;徐彬;苑衛(wèi)松;智晉寧;;縱置雙涵道式飛行器懸�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)[J];控制工程;2011年04期

9 張麗杰;常佶;;微小型航姿測量系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)融合方法[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2011年03期

10 袁昌盛;李永澤;譚健;;微撲翼飛行器控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2011年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙長輝;王琦;王猛;金生;;豪客800XP中型噴氣公務(wù)機(jī)飛行控制系統(tǒng)淺析[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

2 ;飛行控制系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展[A];航空科學(xué)技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告（2006-2007）[C];2007年

3 趙欣欣;劉培志;王晉華;瞿蓉;;微小型無人機(jī)飛行信息在電子地圖上的實(shí)時(shí)處理[A];全國第二屆信號處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議�？痆C];2008年

4 張汝麟;;仿真技術(shù)在飛行控制系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

5 湛強(qiáng);;主動控制飛機(jī)機(jī)載飛行控制系統(tǒng)及其發(fā)展[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

6 王西超;曹云峰;劉興華;丁萌;莊麗葵;王彪;;飛行控制系統(tǒng)數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[A];全國先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第十屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2011年

7 張鵬;劉振東;;新型無人機(jī)編隊(duì)飛行控制系統(tǒng)的研究[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會A卷[C];2011年

8 舒嶸;賈建軍;王斌永;;小型無人機(jī)高分辨率多光譜遙感技術(shù)的研究[A];第十五屆全國遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2005年

9 文歡;沈懷榮;;模糊分?jǐn)?shù)階控制器在無人機(jī)飛行控制中的應(yīng)用仿真[A];2007系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

10 蘇惠敏;張明廉;;飛控系統(tǒng)中的多傳感器數(shù)據(jù)融合[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳蔚;F-35采用創(chuàng)新飛行控制系統(tǒng)[N];中國航空報(bào);2006年

2 記者 陳娟;北航攜手桂林航龍研發(fā)出民用無人機(jī)[N];桂林日報(bào);2009年

3 吳蔚;FAA公布小型無人機(jī)空域飛行取證基本規(guī)定[N];中國航空報(bào);2008年

4 航天科技集團(tuán)公司12所所長 劉繼忠 黨委書記 楊旭;以先進(jìn)控制技術(shù)打造火箭神經(jīng)中樞[N];中國航天報(bào);2006年

5 張洋;美國新型UCAV研制從B-2項(xiàng)目中受益[N];中國航空報(bào);2006年

6 宋國棟 張曉春;無人機(jī)群將成為一體化作戰(zhàn)“殺手锏”[N];解放軍報(bào);2006年

7 劉偉勛;國產(chǎn)新支線飛機(jī)“延誤”內(nèi)情[N];經(jīng)濟(jì)觀察報(bào);2008年

8 ;展開軍民兩翼 致力科學(xué)發(fā)展[N];中國航天報(bào);2009年

9 章名豈;美軍武器向超大超小發(fā)展[N];戰(zhàn)士報(bào);2008年

10 記者　楊健;“天驕”將成災(zāi)情“偵察員”[N];人民日報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張勝祥;基于滾動時(shí)域MILP的小型無人機(jī)航跡規(guī)劃[D];華南理工大學(xué);2009年

2 馮偉;超小型無人直升機(jī)飛行姿態(tài)的魯棒控制研究[D];上海大學(xué);2009年

3 李中健;大包線飛行控制系統(tǒng)魯棒設(shè)計(jì)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2000年

4 劉燕斌;高超聲速飛行器建模及其先進(jìn)飛行控制機(jī)理的研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 鄧寅U

本文編號：306192