基于PC104的无人直升机飞行控制系统硬件在回路仿真

发布时间：2016-09-10 18:21

  本文关键词：直升机飞行动力学数学模型研究特点分析，，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2009年

基于PC104的无人直升机飞行控制系统硬件在回路仿真

崔念  

【摘要】： 无人直升机独特的性能特点使其在军事、民用、工业、科研等领域受到广泛的重视,且拥有良好的发展前景。飞行控制系统作为无人直升机的核心,对无人直升机的性能具有决定性的影响,因此设计出性能完善、运行可靠的飞行控制系统一直是设计者追求的目标。而仿真是开发复杂系统的重要步骤,能有效缩短开发和研制周期,极大提高控制系统的设计效率。 本文针对某型无人直升机设计了飞行控制仿真系统总体方案,完成了基于PC104嵌入式系统的无人直升机飞行控制系统硬件在回路仿真。简要介绍了无人直升机动力学数学模型,完成了无人直升机数学模型COM组件的封装以及所建模型的验证;阐述了在回路仿真系统的总体框架和设计思路。建立了基于PC104嵌入式计算机的无人直升机飞行控制VxWorks实时仿真环境;论述了PC104飞行控制计算机系统、地面站仿真计算机系统、通信系统各自的功能和作用,对这三个组成系统的实现作了详细说明,在此基础上进行了飞行控制系统硬件在回路仿真验证,给出了仿真结果。

【关键词】：
【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】：2009
【分类号】：V249.1
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-11

第一章 绪论11-16

1.1 研究的目的与意义11-12

1.2 研究的背景与现状12-14

1.3 论文的章节安排14-16

第二章 飞行动力学模型与仿真实现16-24

2.1 飞行动力学数学模型16-18

2.2 数学模型软件实现18-22

2.2.1 COM 组件技术18-21

2.2.2 数学模型组件化实现21-22

2.3 数学模型组件验证22-23

2.4 本章小结23-24

第三章 仿真系统总体设计框架及实时开发环境建立24-44

3.1 仿真系统总体结构24-25

3.2 VxWorks 操作系统简介25-27

3.3 VxWorks 操作系统内核27-34

3.3.1 任务管理27-30

3.3.2 任务间通信30-32

3.3.3 中断服务程序32-33

3.3.4 时钟管理33-34

3.4 主机和目标机的交叉开发环境34-35

3.5 仿真系统实时开发环境建立35-43

3.5.1 板级支持包BSP 简介35-37

3.5.2 实时仿真环境的具体建立过程37-43

3.6 本章小结43-44

第四章 机载飞行控制系统的设计与实现44-52

4.1 机载飞行控制结构与控制算法44-45

4.2 机载飞控系统硬件实现45-48

4.3 机载飞控系统软件实现48-51

4.4 本章小结51-52

第五章 地面站及数据通信系统设计与实现52-66

5.1 地面仿真计算机系统实现52-55

5.2 串行通信系统的实现55-62

5.2.1 串行通信简介56

5.2.2 基于串行通信的数据通信系统实现56-62

5.3 网络通信系统实现62-65

5.3.1 TCP/IP 网络通信协议简介62-63

5.3.2 基于TCP/IP 协议的数据通信系统实现63-65

5.4 两种通信方式的说明65

5.5 本章小结65-66

第六章 仿真结果与分析66-69

6.1 内回路调试及其仿真结果66-67

6.2 整个回路调试及其仿真结果67-68

6.3 本章小结68-69

第七章 全文总结与展望69-70

7.1 全文总结69

7.2 展望69-70

参考文献70-73

致谢73-74

在学期间的研究成果及发表的学术论文74

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本文编号：113164