本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)及檢測(cè)與控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 無人機(jī)在軍民兩用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，進(jìn)行民用無人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)及檢測(cè)與控制技術(shù)研究，具有理論意義、工程意義和經(jīng)濟(jì)意義。 設(shè)計(jì)了飛行控制器嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件，該硬件內(nèi)核采用80C196KC單片機(jī)+PSD813的結(jié)構(gòu)。對(duì)PSD(Programmable System Device)在控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)多串行口設(shè)計(jì)技術(shù)、硬件設(shè)計(jì)中的CPU任務(wù)量估計(jì)、CPU內(nèi)核端口配置和元器件選用等問題進(jìn)行了研究。提出了單片機(jī)多串行口設(shè)計(jì)方案的選擇原則和CPU內(nèi)核端口的配置原則。 在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上，提出了具有遞階體系結(jié)構(gòu)的控制器軟件設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)了具有組織級(jí)、分析決策級(jí)、執(zhí)行級(jí)和支持級(jí)四個(gè)功能層次，，具有飛控、測(cè)試和調(diào)參三種工作模式的控制器軟件系統(tǒng)。 提出了通訊協(xié)議的擴(kuò)展原則，在甲方協(xié)議的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了控制器的遙測(cè)協(xié)議、測(cè)試協(xié)議和調(diào)參協(xié)議。研究了通訊軟件的實(shí)時(shí)性問題，利用就地幀識(shí)別和代碼優(yōu)化等技術(shù)，設(shè)計(jì)了具有較強(qiáng)實(shí)時(shí)性的串行通訊接收程序。研究了程序設(shè)計(jì)中NMEA0183格式數(shù)據(jù)的幀提取、和校驗(yàn)及解碼技術(shù)，基于有限狀態(tài)機(jī)理論設(shè)計(jì)了NMEA0183格式數(shù)據(jù)的幀提取程序。提出了基于分時(shí)機(jī)制的8路PWM波軟件生成法。 研究了利用GPS校準(zhǔn)零點(diǎn)、帶溫度補(bǔ)償?shù)臍鈮焊叨葴y(cè)量技術(shù)，通過曲線擬合與數(shù)字濾波技術(shù)，設(shè)計(jì)了具有較高分辨率的氣壓高度測(cè)量通道。介紹了三軸姿態(tài)傳感器HMR3000在系統(tǒng)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的接口電路和數(shù)字式濾波器。提出了基于GPS(Global Position System)和IGRF(International Geomagnetic Reference Field)的無人機(jī)磁航向地磁偏角修正方案，使無人機(jī)能夠在全球范圍內(nèi)利用磁傳感器獲得子午線航向。給出了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量電路與計(jì)算方法。介紹了角速率補(bǔ)償器的辨識(shí)過程，得到了補(bǔ)償器的數(shù)學(xué)模型。 研究了無人機(jī)的飛行控制技術(shù)，利用根軌跡法設(shè)計(jì)了無人機(jī)的縱向與側(cè)向姿態(tài)保持控制律，設(shè)計(jì)了高度保持、航向保持、自動(dòng)油門及速度保持控制律。介紹了控制器設(shè)計(jì)中采用的可靠性保障措施和機(jī)內(nèi)自檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)方案。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 飛行控制 硬件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 檢測(cè)技術(shù) 可靠性
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：V249
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 無人機(jī)及其檢測(cè)與控制技術(shù)概述8-9
• 1.2 課題來源與研究意義9-10
• 1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案10-12
• 1.4 作者的主要工作及論文的特色與貢獻(xiàn)12-13
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排13-16
• 第二章 飛行控制器硬件設(shè)計(jì)16-33
• 2.1 飛行控制器系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與硬件方案設(shè)計(jì)16-18
• 2.2 飛行控制器的CPU內(nèi)核設(shè)計(jì)18-20
• 2.3 PSD在無人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用20-24
• 2.4 單片機(jī)系統(tǒng)多串行口設(shè)計(jì)方法研究與16C550的應(yīng)用24-28
• 2.5 其他單元電路簡介28-30
• 2.6 單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)30-32
• 本章小結(jié)32-33
• 第三章 飛行控制器軟件設(shè)計(jì)33-53
• 3.1 飛行控制器軟件需求分析33-34
• 3.2 飛行控制器軟件總體設(shè)計(jì)--構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)34-39
• 3.3 飛行管理與控制軟件的功能分層設(shè)計(jì)39-41
• 3.4 通訊協(xié)議擴(kuò)展與強(qiáng)實(shí)時(shí)性串行數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)41-44
• 3.5 NMEA0183數(shù)據(jù)幀提取軟件設(shè)計(jì)技術(shù)44-48
• 3.6 基于軟件定時(shí)器的8路PWM波生成方法48-52
• 本章小結(jié)52-53
• 第四章 飛行狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)與關(guān)鍵測(cè)控部件的辨識(shí)53-74
• 4.1 帶溫度補(bǔ)償?shù)臍鈮焊叨葴y(cè)量與濾波53-58
• 4.2 HMR3000傳感器、姿態(tài)角測(cè)量與濾波58-62
• 4.3 基于IGRF和GPS的地磁偏角修正方法62-66
• 4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量66-67
• 4.5 基于GPS數(shù)據(jù)的空速計(jì)算67
• 4.6 角速率補(bǔ)償器的辨識(shí)67-72
• 本章小結(jié)72-74
• 第五章 無人機(jī)飛行控制方法研究74-88
• 5.1 無人機(jī)的小擾動(dòng)線性化方程74-75
• 5.2 無人機(jī)的縱向控制與高度保持75-79
• 5.3 無人機(jī)的橫側(cè)向控制與航向保持79-85
• 5.4 無人機(jī)的油門控制與速度保持85-87
• 本章小結(jié)87-88
• 第六章 無人機(jī)飛行控制器可靠性研究88-94
• 6.1 無人機(jī)飛行控制器可靠性設(shè)計(jì)88-91
• 6.2 飛行控制器機(jī)內(nèi)自檢測(cè)(BIT)系統(tǒng)設(shè)計(jì)91-93
• 本章小結(jié)93-94
• 總結(jié)與展望94-95
• 附錄A 二維磁航向測(cè)量及誤差修正研究95-102
• 參考文獻(xiàn)102-105
• 作者在攻讀碩士期間已發(fā)表和撰寫的論文105-106
• 致謝106-107

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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6 董峰;常佶;;基于STM32微控制器的小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)[J];自動(dòng)化應(yīng)用;2011年05期

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3 倪恒;室內(nèi)飛艇綜合檢測(cè)與參數(shù)標(biāo)定系統(tǒng)研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

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8 賁宗玉;某型無人機(jī)導(dǎo)航控制研究與軟件實(shí)現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

9 周傳祥;基于DSP的導(dǎo)航/飛控嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

10 呂江濤;某型無人機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與控制律實(shí)現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)及檢測(cè)與控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：337088