折叠翼飞行器姿态检测与控制系统初步研究

发布时间：2017-12-14 17:32

  本文关键词：折叠翼飞行器姿态检测与控制系统初步研究

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【摘要】：无人飞行器在民用、商用、军用得到了迅猛发展。本课题提出了一种新型的小型无人直升机,平时悬停在空中,当收到信号后能够迅速收起旋翼,变成类似火箭的形状。这样一种无人飞行器可以作为一种空中作战武器,实施快速打击效果。本文首先建立D-UAV模型,包括结构模型和数学模型。结构上主要介绍了D-UAV旋翼收起装置以及飞行方向控制结构,并分析其飞行原理。在此基础上建立D-UAV数学模型,包括D-UAV移动动力学方程和转动动力学方程,并将其线性化,得出输入输出的线性化方程。其次搭建D-UAV控制系统,根据D-UAV飞行功能的需求进行元器件的选型,包括主控制器CPU、惯性传感器IMU,无线发送接收以及各种执行驱动单元。对各个模块进行电路设计,包括主轴无刷直流电机的驱动电路、尾翼直流电机的驱动电路、无线控制接收模块、惯性测量模块、电源转换模块等。将各个模块组合成整套D-UAV控制系统,为系统软件设计提供了硬件平台。最后在MDK发开环境下编写D-UAV控制系统软件,为了提高控制系统的实时性,实现模块化编程,移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II,并初步进行了试验,包括模块的地面测试试验以及D-UAV飞行试验,利用Matlab绘制飞行过程中的角度、角速度及线加速度变化曲线图,并进行相应的分析。飞行试验证明本系统的设计基本合理。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.1

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本文编号：1288772