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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。

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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