一种可变形飞行器的无人机控制系统设计与实验--《电子技术》2013年05期
一种可变形飞行器的无人机控制系统设计与实验
【摘要】：飞控系统是无人机的核心,无人机的外部架构对其性能的影响也很重要。为了提高无人机系统性能,给出一种无人机控制系统设计并进行了实验。文章在介绍变形飞行器和飞控系统功能要求的基础上,给出了基于芯片LPC2148的硬件设计,介绍了各个硬件部分的功能、软件架构和控制规律的选择与设计,详细介绍了实验的准备工作和实际飞行情况,给出了软件调试流程图,分析了调试结果。经过多次飞行试验,表明系统的设计是适合实验中的可变形飞行器的,并且合理可靠,能够完成预期的飞行任务,具有较好的实用性.
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：V249.1【正文快照】：
0引言无人驾驶飞行器简称无人机(UAV),是一种由动力驱动、无人驾驶和可重复使用的航空器。无人机因其成本低、效率好、应用灵活、危险系数小等优点而广泛应用于侦查、目标指示、生化武器探测、电子干扰、航空摄影、水灾监视等军事和民用领域[1-3].随着国家现代化和国防事业的
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c8051单片机在无人机飞行控制器中的应用
导读：１单片机在无人机飞行控制器中的应用，摘要：一种基于ｃ８０５１Ｆ单片机的无人机飞行控制系统，由ｃＰｕ控制、数据采集、信号输出等单元组成，关键词：无人机，无人机（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ）是一种由动，无人机需要获得飞行姿态实时参数包括俯仰、滚转等信息，经过微处理器控制算法的解算，输出实时控制量到做动器，从而实现控制和导航的，随着无人机在军、民用的应用范围不断扩大，作为无人机核心的兵工自动化目动■■与控啊ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ０．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ２００７。Ｖｂｌ．２６，Ｎｏ．１０２００７年第２６卷第１０期文章编号：１００６一１５７６（２００７）０７一００８４―０３Ｃ８０５１单片机在无人机飞行控制器中的应用李硕】＇２，李小民１（１．军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄，０５０００３；２．解放军６１０８１部队指控中心，北京１０００９４）摘要：一种基于ｃ８０５１Ｆ单片机的无人机飞行控制系统，由ｃＰｕ控制、数据采集、信号输出等单元组成。系统采用模块化设计，分为主程序、初始化模块、ＰｗＭ模块、定时处理模块和数据采集模块。系统运行以主模块为核心，其他模块均以中断方式运行。同时把定时处理模块的优先级设置为高于数据采集模块，与时间有关的功能模块由定时处理模块在内部统一调度。关键词：无人机；飞行控制；ｃ８０５１Ｆ；传感器中图分类号：Ｖ２４７．１２文献标识码：ＡＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣ８０５１ｉｎＦｌｉｇｈｔＣｏｎｔｒｏｌＳＶｓｔｅｍｏｆＵＡ、，ＬＩＳｈｕ０１一．ＬＩＸｉａｏ．ｍｉｎ１（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＯｐｔｉｃａｌ＆Ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃ，Ｏｒｄｎａｎｃｅ２．ＣｏｎｔｒｏｌＡｂｓｔｒａｃｔ：ＡｋｉｎｄｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｐａｒｔａｎｄｏｆｎｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｏｕｔｐｕｔｐａｒｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎｏ．６１０８１ＵｎｉｔｏｆＰＬＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）ｓｙｓｔｅｍｆｏｒＵＡＶｉｓｂａｓｅｄｅｔｃ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｏｎＣ８０５１Ｆ＇ａｎｄｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＣＰＵｃｏｎｔｒｏｌｐａｒｔ，ｄａｔａｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｍａｉｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ａｄｏｐｔｅｄｍｏｄｕｌｅｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄｗａｓｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅａｓｍｏｄｕｌｅ，ＰＷＭｍｏｄｕｌｅ，ｔｉｍｉｎｇｄｉｓｐｏｓａｌｍｏｄｕｌｅａｎｄｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｏｏｋｔｈｅｍａｉｎｃｏｒｅ，ｗｈｉｌｅｏｔｈｅｒｍｏｄｕｌｅｓａｄｏｐｔｅｄｔｈｅｉｎｔｅｒｒｕｐｔｍｏｄｅ．ＴｈｅＰＲＩｏｆｔｉｍｉｎｇｄｉｓｐｏｓａｌｍｏｄｕｌｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｉｍｉｎｇｄｉｓｐｏｓａｌｍｏｄｕｌｅｄｉｓｐａｔｃｈｅｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ，ａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｕｎｉｆｏｒｍｌｙ．Ｋｅｖｗｏｒｄｓ：ＵＡＶ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅ“ａｌＶ色ｈｉｃｌｅ）：Ｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌ：Ｃ８０５ｌＦｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ＳｅｎｓｏｒｓＯ引言无人机（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ）是一种由动为实现上述功能，无人机需要获得飞行姿态实时参数包括俯仰、滚转等信息，航路航向的实时参数包括航向、高度等信息，以及遥控遥测信息。以这些信息为基础，经过微处理器控制算法的解算，输出实时控制量到做动器，从而实现控制和导航的目的。其组成结构如图１。力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称。随着无人机在军、民用的应用范围不断扩大，作为无人机核心的飞行控制器的研究也越来越受到重视。为满足人们的需求并适应新的发展趋势，迫切需要研制性能强、可靠性高、综合化能力强的新型飞行控制器…。ｌ飞行控制器功能为实现飞行任务，飞行控制器首先要能稳定飞图１系统构成框图进行姿态和航向数据采集时，所采用的传感器多是模拟信号输出，故飞控计算机必须有多路模拟数据的高精度采集能力；各传感器和遥控遥测数据等外围单元与微处理器进行数据交换时多采用ＲＳ一２３２或ＲＳ一４８５，因此，必须具有多串口数据采集能力。微处理器与外围各传感器的工作电压值不同，必须有一系列不同的电平输入／输出接口：为适应各种做动器对信号的不同要求，其输出控制参数要有模拟和频率不同格式的输出；系统工作中各传感器的工作状态要进行监测，如出现紧急情况可进行断电隔离等：蓄电池的工作状态也要进行监测，在断电后有后备电源可供使用，以提高系统的行的姿态、速度和高度，使其按预定的航路飞行；还能控制飞行的姿态、速度和高度，使其能按地面工作人员的遥控指令来调整，适应飞行任务的改变，并能自适应调整来适应飞行环境的变化。不仅要求飞行距离远、高度高、续航时间长，而且要求飞行速度快和载荷多，具有故障自诊断、故障自修复、自主飞行等诸多功能。无人机上的飞行控制器不仅保持和控制无人机飞行，还承担机载设备的协调工作，保证可靠地完成飞行任务。２飞行控制器组成结构收稿日期：２００７―０９一０２；修回日期：２００７―０９―２６基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０３７２０４１）作者简介：李硕（１９８２一），男，河北人，军械工程学院在读硕士，从事信息传输与图像处理研究。?８４?兵工Ｉ动化目动■■向接捌ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ０．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ２００７，Ｖｂｌ．２６，Ｎｏ．１０２００７年第２６卷第１０期可靠性。以上是硬件设计中应考虑的内容‘２１。３满足系统通道数目和精度的要求，不用再扩展其它ＡＤＣ器件。这８路ＡＤＣ分别采集缸温、电压等信号，经处理编码后传输给操作人员，这些信号是对无人机进行监控的基础。数字ＩＯ控制用于对一些开关量采集其状态，并输出开关量控制其它设备。飞行控制器设计实现该飞行控制器主要由ＣＰｕ控制单元、数据采集单元、信号输出单元等组成，如图２。匡墅塑卜厂丽丽］―皿匡堕耍产匝巫巫卜檄处理器ｎｏ２喇¨ｏ４控制策略及软件设计４．１控制策略将无人机飞行控制分为姿态保持与控制、航向保持与控制、高度保持与控制、速度保持与控制、自主导航、起飞降落等模块。以惯性姿态信号为基础，经过解算模块，通过升降舵、方向舵和副翼舵控制，构成飞行姿态稳定和控制内回路。内回路是飞行控制的核心回路，是飞行高度、航迹等外回路控制的基础。以ＧＰＳ的位置、航向信号、高度传感器的气压高度信号为基础，通过导航控制方法计算出飞行控制内回路给定姿态和发动机油门的位置指令，构成系统的外回路【３】。４．２软件设计图２系统构成图３．１微处理器单元与传统的ＭＣＳ一５１相比，Ｃｙｇｎａｌ的Ｃ８０５１Ｆ性能有很大提升。该微处理器汇集了许多微处理器领域的先进技术，是目前功能最强大的８位微处理器之一。故飞行控制系统以Ｃ８０５１Ｆ为核心，通过扩展外围设备，构成飞行控制机，与传感器、执行机构、任务管理设备等共同构成高性能的数字式多通道无人机飞行控制硬件平台，具有较高的设备集成度，较好的信息处理实时性和较高的性价比【２】。３．２数据采集单元无人机上的传感器信号多采用串行标准。遥控指令、遥测数据、ＧＰＳ数据、电子罗盘、航路装定、控制参数设置等均采用ＲＳ一２３２或者ＲＳ一４８５接口，而Ｃ８０５１Ｆ１２０片内集成了２个ＵＡＲＴ接口，不能满系统软件集飞行控制、航向解算和导航于一体，按其功能和特点分为主程序、初始化模块、ＰｗＭ模块、定时处理模块、数据采集模块。如图３。［塑雯堕巫固初始化串口，ＰｃＡ，定时器等，足系统的需要。选用Ｃ８０５１Ｆ３３０处理器作为数据采集芯片，并通过１２Ｃ总线和Ｃ８０５１Ｆ１２０主处理器进行通信。作为数据采集芯片的ｃ８０５１Ｆ３３０可对采集到的数据进行预处理，主处理芯片Ｃ８０５１Ｆ１２０采取轮询的方式对Ｃ８０５ｌＦ３３０进行数据采集，可降低主处理芯片的工作量，并保证数据的可靠性。３．３数字信号的输出数字舵机的控制信号需要４路ＰｗＭ信号输出，分别控制升降、副翼、方向和发动机转速舵机，而Ｃ８０５１Ｆ１２０片上的ＰＣＡ模块可作为信号输出通道。但其输出的最大电压为２．７―３．６Ｖ，而舵机所需电压为５Ｖ，为满足５Ｖ的输出能力，要将端口引脚的输出方式设置为“漏极开路”并将输出端通过一个上拉电阻接到５Ｖ电源，单片机的逻辑“１”输出将被提升到５Ｖ。３．４Ａ／Ｄ转换以及数字ＩＯ控制Ｃ８０５１Ｆ１２０片上自带的８路１２位ＡＤ转换器已图３主模块流程图高度航向姿态控制二二ｊ［二二二二二［二｝常或紧急情况处ｊ控制量输出（１）初始化模块，主要完成系统初始化，包掂片内外围的初始化、ＤＡ初始化、串口初始化、１２Ｃ总线初始化，及导航数据的处理和参数的设置。（２）定时处理模块。主要完成与时间有关的周期性任务，包括传感器信号的采集、飞行控制算法的计算、遥测信息的发送、舵机的控制等。定时中断设置为每１０ｍｓ一次。（３）ＰｗＭ模块。ＰｗＭ模块由Ｃ８０５ｌＦｌ２０的ＰＣＡ完成，将ＰｃＡ模块配置为高速输出方式，当ＰＣＡ记数器ＰＣＡＯＬ和ＰＣＡＯＨ的值与该模块寄存器ＰＣＡＯＣＰＬｎ和ＰＣＡＯＣＰＨｎ的常数值相等时，ＣＥＸｎ鼻工鱼劲化鲁司■■与接嗣ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＯ．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ２００７．Ｖｂｌ．２６，Ｎｏ．１０２００７年第２６卷第１０期引脚上的逻辑电平发生一次跳变，同时触发一次中断，用该方法能实现１６位的ＰＷＭ功能。在上升沿软件实时性的问题【４】。５总结在飞行控制器向综合化、数字化、模块化、高状态，将ＰｗＭ高电平计数值装入模块的捕捉／比较寄存器ＰＣＡＯＣＰＬｎ和ＰＣＡＯＣＰＨｎ中，在ＣＥＸｎ引脚就可得到１６位的ＰｗＭ【２ｊ。精度方向发展的情况下，该设计提高了实时性和稳定性，降低了体积和重量，在无人机的应用领域具有广阔的前景。（４）数据采集模块。完成遥控指令的接收，ＧＰＳ数据、高度传感器、磁航向传感器信号的采集。４．３模块间的调用关系及实时性设计系统运行以主模块为核心，其他模块均以中断方式运行。为解决系统的实时性问题，把定时处理参考文献：【ｌ】刘歌群．小型无人机飞行控制器的硬件设计【Ｊ】．计算机测量与控制，２００３，１１（２）：１４４―１４６．模块的优先级设置为高于数据采集模块，与时间有关的功能模块由定时处理模块在内部统一调度。并把定时处理模块的周期设置为１０ｍｓ，以满足飞行过程的平稳度要求和作动器的响应性能。通过合理的【２】赵鹏，蒋烈辉，吴金波．基于ＡＴ９ｌｍ５５８００的无人机飞行控制系统设计与实现【Ｊ】．微计算机信息，２ｌ（４）：９―１１．［３】童长飞．ｃ８０５ｌＦ系列单片机开发与ｃ语言编程［Ｍ】．北京：航空航天大学出版社，２００５．【４】苏永振，胡延霖，陈晖．基于ＡＲＭＡＴ９１Ｍ５５８００Ａ的无优先级设置和中断周期的选择，有效地解决了系统人机飞控器设计［Ｊ】．测控技术，２００５，２４（４）：３０―３２．木木枣木木木木术术半车木木｝术木车球木木木枣木木木木木半母奉木木木水枣木木书母枣木★球丰术术木木枣木木木木丰球枣木木车术球丰水木冰车幸丰半木水木幸木木枣木年木木拳术水牛木木水木丰年木木木枣木车丰丰术丰枣木丰丰木木丰年枣年木木木爱遵镶氟巍ｉ辩ｉ中断程序完成数据采样及转换，越被控制在１％内，满足电参量的精度要求。表ｌ输入电压测量值（Ｖ）２０．１３４０，４０６０．０２８０．０２限报警数据的发送。Ｃ８０５１Ｆ００５的ＡＤＣ初始化的编程顺序如下：设置参考电压一设置允许ＡＤＣ一设置跟踪（启动）方式一设定数据对齐一配置通道一选择通道一设置转换时钟和增益一设定窗口检测上、下限一启动转换。操作ＳＦＲ的顺序为：ＲＥＦＯＣＮ―ＡＤＣＯＣＮ一．ＡＭＸＯＣＦ―ＡＭＵＸＯＣＦ―ＡＭＵＸＯＳＬ―，ＡＤＣＯＣＦ―＋ＡＤＣＯＧＴＨ―，ＡＤＣＯＧＴＬ―＋ＡＤＣＯＬＴＨ―?ＡＤＣＯＩＪＬ―?ＡＤＣＯＣＮ。电压采样分析表滤波后的输入有效值（Ｖ）０．１２１６Ｏ．２４３３０．３６４２计算输入有效值（Ｖ）Ｏ．１８９０．３７８Ｏ．５６７Ｏ．７５６测量输入值（Ｖ）０．１３６６０．２６４３０．３９３７０．５１４９串口显示平均值（Ｖ）２０．２８９４０．３９０６０．４６０误差Ｏ．８４％Ｏ．９３％０．７３％Ｏ．７４％０ｔ３６％０．８６％０．６７％０．４６％０．８８％Ｏ．８１％Ｏ．７３％０．４８６４Ｏ．６０７２０．７２９Ｏ．８５ｌ７９．４０５１００，３６０１１９．２５８１３９．０８２１６０．７４０１７８．４ｌＯｌＯＯ，０６２１２０．２９１４０．２９１６０．２ｌ１８０．８４２００．７２２２０，９７０．９４４１．１３３０．６３６９Ｏ，７４９８１．３２２１．５ｌｌＯ．８６１０．９８１２１．１０９４１．２２ｌ１．３３２０．９７２１．０６８１．２１５ｌ｜３３７数据采样及转换在ＡＤＣ转换中断程序中进行，其流程如图４。该中断程序中依次循环采样各通道１．７１．８８９２０２．３５０２２２．５８０２．０７７数据，如果在采样过程中发现有数据越限，即转到ＡＤＣ窗口比较中断程序，进行越限报警。越限报警在比较中断程序中进行，如图５。４结论该方法具有软硬件分配合理、结构简单、开发周期短和较高采样精度等优点。直流采样要求的环境条件低于交流采样，可适合作为单个电测量设备使用，应用范围广阔。参考文献：图５３比较中断流程图电参量采样误差计算用变压器作为输入信号源，用高精度的电压表【１】李志军，刘艳萍，马军，等．交流采样技术在同步发电机测试中的应用［Ｊ］．中小型电机，２００３，３０（５）：５２―５５．［２】丛伟全，李运华，盛万兴，等．基于８９ｃ５ｌ的配电网交流采样数据采集系统的开发【Ｊ】．电工技术杂志，２００３，（１２）：５０―５２．作为测量基准，得到一组输入信号，经Ｃ８０５１Ｆ００５的ＡＤＣ采样后，其采样值通过单片机的ＵＡＲＴ发送给Ｒｓ２３２串口调试器，或通过无线ＧＰＲｓ模块将数据发送到电力监控系统的监控软件上，得到一组采样显示值。将采样值取其平均值校正后得到如表ｌ的电压采样分析表，经误差计算，其误差精度【３】郭建，张新政．基于ＴＬＣ２２７４新的电流采样方案及其在ＤｓＰ中的实现【Ｊ】．电子质量，２００３，（３）：１０６―１０７．（４】汪滨琦，陈红伟，姜广文．ｃ８０５ｌＦ０２０中的ＡＤｃ应用要素［Ｊ】．单片机与嵌入式系统应用，２００２，（】１）：３４―３５．兵名禽劲比C8051单片机在无人机飞行控制器中的应用作者：作者单位：李硕， 李小民， LI Shuo， LI Xiao-min李硕,LI Shuo(军械工程学院,光学与电子工程系,河北,石家庄,050003;解放军61081部队,指控中心,北京,100094)， 李小民,LI Xiao-min(军械工程学院,光学与电子工程系,河北,石家庄,050003)兵工自动化ORDNANCE INDUSTRY AUTOMATION)0次刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数： 参考文献(4条) 1.刘歌群 小型无人机飞行控制器的硬件设计[期刊论文]-计算机测量与控制 2003(2)2.赵鹏.蒋烈辉.吴金波 基于AT91m55800的无人机飞行控制系统设计与实现[期刊论文]-微计算机信息 .童长飞 C8051F系列单片机开发与C语言编程 20054.苏永振.胡延霖.陈晖 基于ARM AT91M55800A的无人机飞控器设计[期刊论文]-测控技术 2005(4) 相似文献(10条)1.期刊论文 唐强.朱志强.王建元 国外无人机自主飞行控制研究 -系统工程与电子技术)无人机自主飞行控制的研究属于飞行控制的前沿问题,其目的是实现无人机的自主飞行控制、决策和管理.由于其高度的复杂性和智能性,在理论和工程实际上尚处于起步阶段.结合近年来国外的发展状况和一些主要的研究成果,对无人机的自主飞行控制的研究进行了概述.首先介绍了自主控制的概念,然后分别探讨了无人机自主飞行控制中几个相关的关键问题,主要包括飞行中规划与重规划,自主飞行控制的分层结构,以及无人机自主着陆等问题,最后对未来的发展方向和面临的挑战进行了展望.2.期刊论文 赵龙.黄一敏.ZHAO Long.HUANG Yi-min 无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计 -计算机仿真)针对无人机飞行控制仿真环境以数据方式输出仿真结果不利于挖掘隐藏于数据中的本质特性的缺陷,借助虚拟现实技术的相关理论,设计实现基于无人机飞行控制仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现无人机飞行运动全过程,为研究无人机飞行运动规律提供直观的事实根据.阐述了无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计实现的目标,构造了系统结构并提出了三维视景系统的实现框架,对视景系统实现的主要技术进行了着重介绍,在视景系统的具体实现中对视景数据库设计、视景系统开发、视点切换、LynX Prime和ACF配置文件、数据通信接口的具体实现进行了详细的论述.最后给出了系统的实施效果.3.会议论文 王英勋 无人机的自主飞行控制 2008近年来,随着各种新技术的不断应用,无人机系统的复杂性及功能的自动化程度等日益增加。由于作战环境的高度动态、不确定性以及飞行任务的复杂性,使得规划与决策成为无人机面临的新的技术挑战,各种基于程序化的控制策略已经不能满足未来先进多功能无人机对复杂作战环境下的多任务的需求,自主飞行控制能力的提高将是未来无人机飞行控制系统发展的主要目标。
但是,许多人还没有意识到自主和自动之间重要的区别,仍然交换甚至混淆使用这两个名词。从概念上讲,&自主&是指在需要作出决定的时候,这个决定由无人设备做出,它是人类的代理。&自动&是指一个系统将精确地按照程序执行任务,它没有选择与决策的能力。
本文简述了无人机在不同发展阶段所具有的飞行控制的能力及其概念和内含,阐述了无人机自主飞行控制的系统组成,自主程度不同等级划分及评估自主性的方法,并探讨了未来无人机自主控制的发展方向。4.会议论文 张翠萍.王宏伦 一种无人机飞行控制半实物仿真系统 2005介绍了一种仅飞控计算机采用实物的无人机飞行控制半实物仿真系统，给出系统总体方案的同时，对系统各组成部分功能及相互接口通信进行了分析。重点讨论了在平面大地条件下的飞行器平台仿真建模，在此基础上进一步分析了在非平静大气中的飞行器仿真建模。并对建立的无人机运动学和动力学模型以及飞行控制进行了仿真。将该系统应用于某型号无人机飞行控制半实物仿真试验，试验结果证明：该系统性能性能良好，能够较好地满足无人机飞行控制系统半物理仿真试验要求。5.学位论文 赵龙 无人机飞行控制仿真视景系统设计与实现 2006本文在现有无人机飞行控制系统半物理实时仿真环境的基础上，针对目前该仿真环境的仿真结果以数据和曲线方式显示的现状，借助可视化技术的相关理论，综合运用模型构造、系统运行、模型驱动和数据传输的一系列技术，设计实现基于该环境的视景系统，实时动态再现无人机飞行运动全过程,为研究无人机飞行运动规律提供直观的事实根据。
文中首先对现有的无人机飞行控制系统半物理实时仿真环境的经典配置、对象特征模型、仿真算法和仿真界面进行了说明，介绍了可视化技术的发展和应用领域，阐述了无人机三维视景实时仿真的功能和主要内容。
在总体框架设计一章中设计了具有三维视景仿真的无人机半物理仿真系统结构，介绍了模型构造工具MultiGen Creator和三维系统开发环境VegaPrime，阐述了无人机建模和地形建模的方法，说明了模型运动、视点控制和数据通信的实现方式，并概括了该系统的特点。
其次详细介绍了模型构造过程必须的flt数据库格式、层次结构视图、LOD技术、表面纹理和纹理映射以及实例技术，并进行了无人机模型的构造。介绍了数字地形的概念和地形格式转换方法，生成了具有高度真实感的三维地形。
在运动建模一章中说明了运动建模的基本概念和主要内容，详细说明了三维视景系统开发的流程，进行了系统的初始化配置，具体实现了应用程序，设计开发了视点切换，嵌入了串口通信接口。
最后给出了系统的实施效果。6.会议论文 文泾.张琳辉.黄永葵 对《无人机飞行控制与管理系统通用规范》应用的探讨 2004探讨了GJB《无人机飞行控制与管理系统通用规范》在系统研发中的实际应用.它包括该系统的有关分类、性能、功能、研制、安全性及软件工程的要求内容,可供无人机飞行控制与管理系统的研发、采办和管理人员参考.7.期刊论文 刘小雄.章卫国.李广文.李爱军.LIU Xiao-xiong.ZHANG Wei-guo.LI Guang-wen.LI Ai-jun 无人机自主编队飞行控制的技术问题 -电光与控制)从未来无人机的性能需求出发,详细描述了无人机编队飞行的功能特点和核心技术.根据无人机的任务要求,将编队飞行分为作战编队、侦察编队和混合协同编队,同时研究了编队飞行控制的关键技术,并对无人机编队重构技术进行了探讨和分析.8.学位论文 王刚 基于dSPACE的无人机飞行控制快速原型设计 2008随着无人机在军事和民用领域内的广泛应用，特别是在现代战争中的独特作用，无人机的研制在世界范围内蓬勃发展。用户对无人机飞行控制系统鲁棒性及可靠性的要求也日益增加，同时对飞行控制软件的开发周期也提出了要求。如何加快飞行控制软件的开发，并使之具有较高的置信度和可靠性，就需要找到一个良好的开发和测试环境。
论文首先介绍了无人机飞行控制快速原型设计的过程，研究了该系统的总体结构。根据快速原型在无人机飞行控制系统设计上的应用特点，与dSPACE实时仿真平台相结合，设计适合飞行控制应用的快速原型环境，包括底层模块、飞行任务管理模块和快速原型控制台。
然后，分别对各个模块进行具体设计。底层模块的设计包括串口通信模块和模拟量输入输出模块。通过有限状态机原理对无人机飞行控制任务管理模块设计，并针对dSPACE和Simulink结合的特点，研究飞行控制软件的多任务管理在快速原型设计中的应用。结合与本实验室应用成熟的Tilcon软件，通过dSPACE软件的CLIB接口函数库，设计了适合于无人机飞行控制特点的快速原型控制台软件。
最后，通过dSPACE平台与“实时仿真设备”搭建的半物理环境进行了无人机全过程飞行的半物理实时仿真，分析了快速原型技术在无人机飞行控制系统设计中的作用，验证了本文研究内容的正确性。9.学位论文 张悦 基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计 2007本文主要研究的是基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计。作为新兴的高技术装备，无人机正凭借其特有的优势在现代信息化战场扮演着日益重要的角色。而以ARM为代表的嵌入式处理器的应用，也成为嵌入式系统领域的热门研究方向。飞行控制计算机是无人机飞行控制系统的核心部分，其性能的高低在很大程度上决定了无人机控制系统乃至无人机的技术水平。采用新一代的嵌入式处理器为核心，设计无人机飞行控制计算机，可以解决计算机性能和成本这两个相互制约的性能指标之间的矛盾。文章主要阐述了基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计方案。计算机采用S3C44BOX处理器作为核心，这是一款经过实践检验的嵌入式处理器。在确定处理器后，通过对计算机存储器的扩展、数据采集和通信功能的实现等完成了飞行控制计算机硬件系统的构建。随后，针对无人机的飞行控制的应用要求，设计了能满足飞行控制实时性能要求的计算机软件，移植了嵌入式实时操作系统uC/OS-2到飞行控制计算机的硬件平台，并对数据采集单元和PWM单元的软件实现为例，对ARM环境下的飞行控制计算机的软件开发和调试方法进行了说明。10.期刊论文 李志宇.徐烨烽.杨国梁.LI Zhi-yu.XU Ye-feng.YANG Guo-liang 跟踪地面目标的小型无人机飞行控制仿真研究 -科学技术与工程)对无人机跟踪地面目标时的飞行控制问题进行了研究.首先对某小型无人机跟踪地面目标时的运动状态进行了建模分析,利用自动控制理论知识设计了相应的控制律,然后采用六自由度非线性运动模型进行了控制律的仿真验证,并且分析了风的扰动对跟踪精度的影响.仿真结果表明,设计的控制律能够控制无人机对地面目标进行可靠跟踪,且对侧风扰动具有较好的抑制能力. 本文链接：http://d..cn/Periodical_bgzdh.aspx下载时间：日包含总结汇报、经管营销、行业论文、出国留学、自然科学、旅游景点、农林牧渔、计划方案、党团工作以及c8051单片机在无人机飞行控制器中的应用等内容。
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