嵌入式机载飞行控制器设计与应用

发布时间：2021-03-16 18:48

　　本课题源于实验室多款无人机平台无法找到配套的飞行控制器,本文的研究内容是设计嵌入式机载飞行控制器硬件平台以及软件运行框架,并将此款飞行控制器投入到实际无人机平台应用中以检验其可靠性和有效性。本文的具体工作有:首先,介绍了无人机的发展历程以及研究背景,分析了飞行控制器软硬件设计的研究现状和存在的问题。根据本文飞行控制器的硬件平台,基于ARM Cortex-M4处理器的STM32F405ZGT6微控制器,研究了处理器运行的重要机制,利用其优秀的中断管理机制设计了飞行控制器任务运行的总体框架。利用Cortex-M4处理器的系统定时器提供时钟节拍,根据任务需求以及实际需要设定了飞行控制器中任务执行的频率。并从硬件和软件两个方面对各个功能模块的电路和任务执行程序完成了详细设计工作。然后,确定了飞行控制器中用到的导航传感器的型号与配置,包括惯导、GPS、高度计等。根据无人机姿态、位置、速度、高度信息解算的理论基础确定了实际应用过程中的具体方法。此外,本文根据无人机飞行品质的要求,以经典PID控制器为基础,设计了防积分饱和并且结构更加灵活的位置式PID控制器以及姿态闭环控制和位置闭环控制的串级内、外... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“侦察兵”无人机

“全球鹰”无人机而无人机的第三次发展热潮中，无人机开始由固定翼向旋翼类飞机发展，出现了很多著名

Camcopter无人机

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的无人机姿态测量系统设计[J]. 刘辉邦,褚金奎,支炜,李晓雨.  传感器与微系统. 2013(08)
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硕士论文
[1]基于Pixhawk飞控板的六旋翼飞行器自适应动态逆控制技术研究[D]. 赵伦.北方工业大学 2016
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[6]模糊PID控制器的FPGA实现[D]. 王曼.安徽理工大学 2012
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[8]室内近距高精度惯性/视觉融合定姿研究[D]. 王康友.南京航空航天大学 2012
[9]基于FPGA的神经网络智能控制器的研究[D]. 胡波.广西工学院 2010
[10]ARM处理器在数字存储示波器中的应用研究[D]. 王宏峰.国防科学技术大学 2004



本文编号：3086433