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基于PC104的无人直升机飞行控制系统硬件在回路仿真
作 者: 崔念
导 师: 徐锦法
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 导航、制导与控制
关键词: 无人直升机 飞行控制 嵌入式PC104 COM组件 系统仿真
分类号: V249.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 72次
引 用: 1次
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内容摘要
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。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-11 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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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 飞行控制系统与导航 > 飞行控制
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