基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计.pdf

分类号:——骸!密级:——编号:——基于砥鞯奈奕嘶飞行控制计算机设计工学硕士学位论文硕士研究生:指导教师:学科、专业:所在单位:论文提交日期:张悦于秀萍教授控制理论与控制工程年哈尔滨工程大学学位级别:论文答辩日期:学位授予单位:工学硕士自动化学院
摘要本文主要研究的是基于砥鞯奈奕嘶尚锌刂萍扑慊杓啤W魑新兴的高技术装备,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4淼那度胧酱砥鞯挠τ茫渤晌G度胧较低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。在论文中,主要阐述了基于砥鞯奈奕嘶尚锌刂萍扑慊杓品案。计算机采用处理器作为核心,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/到飞行控制计算机的硬件平台,并对数据采集单元和ピ5娜砑迪治@訟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。在论文的最后,对无人机飞行控制计算机的设计结果进行了分析,并且提出了若干未来改进的建议。关键词:无人机;飞行控制;实时操作系统;/一灰浦哈尔滨工程大学硕士学位论文
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作者┳:丝日期:瓿股廊学位论文原创性声明哈尔滨工程大学本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
第绪论课题简述上,无人机可用于侦察监视、通信中继、电子对抗、战果评估、对地攻无人机是由地面指令或预设程序控制的不载人飞行器。无人机系统由无人机、地面站尴叩缈刂啤⑷挝窨刂啤⒎⑸浠厥兆爸玫及有效负荷三部分组成。无人机根据机体结构、飞行时间、飞行距离和执行的任务性质等可以划分为不同类型。根据机体结构,无人机包括固定翼、垂直旋翼、倾斜旋翼等类型;根据无人机的活动半径和续航时间,可分为近程、短程、中程和远程等类型;根据具体用途和使用环境,又可以把无人机分为军用以及民用两大类别嘲。无人机于年在英国首先研制成功,世纪年代,随着控制理论和电子技术的进步,无人机得到了迅速发展的契机。世界各国开始大量装备使用无人机。美国研制的“火蜂”无人驾驶侦察机在越南战争中大量使用,执行了高风险的侦察任务,在获得大量军事情报的同时避免了飞行员的伤亡。年代后,无人机得到了更加广泛的应用。年中东战争中,无人机使得以色列迅速掌握战场制空权。海湾战争中,无人机成功地完成了战场侦察、火炮校射、通信中继和电子对抗等任务。进入新世纪后,无人机的发展进入了一个新时代,各种性能各异、技术先进、用途广泛的新型号不断涌现。年,美国的“全球鹰”无人机完成了越洋飞行,创造了航程和飞行时间的世界记录。“捕食者”无人机在阿富汗战争中,首次挂载了导弹对地面目标进行了打击,从而开创了无人机直接执行作战攻击任务的先河。近年来,无人机的使用范围已从军事拓展至民用及科研多个领域:军事击,早期预警等;民用上,用于大地测量、环境检测、资源勘测、环境保护、边境巡逻、灾害防治等;在科研上,用于大气研究、气象观测以及新技术新设备的试验验证等。无人机具备广泛的应用价值和前景,尤其在军事上的重要性得到了世界各国的高度重视。目前,无人机研究领域的领先国家包括美国、以色列、俄罗斯、中国、德国等。与有人驾驶飞机相比,无人机具备如下优点:成本低,哈尔滨工程大学硕士学位论文;
飞行控制计算机研究现状效费比高,成本仅为有人驾驶飞机的几十分甚至几百分之一,使用维护费用低;没有人员伤亡的风险,可深入敌军纵深实施作战;生存力强,有较强的突防能力;机动性好,无人机体积小,重量轻,不要求有专门设备和机场起降,从而便于跟随前线部队行动。无人机这些优越性使其应用领域得以迅速扩大,世界各国开始竞相发展各种功能和用途的无人机。今后,无人机将朝着更大的航程、更长的飞行时间、更高的可靠性、更大的升限和飞行速度等方向发展。同时,具有特定用途的无人机也将大显身手。总之,随着高技术在无人机上的不断应用,无人机的作战能力将会持续提高。在未来战场上,无人机必将发挥更加重要的作用。作为本文的研究对象,无人机的飞行控制计算机是无