混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计及可靠性分析

飞控计算机是整个无人机飞控系统的核心部件,其可靠性直接影响着无人机的飞行安全;为了提高飞控计算机的稳定性和可靠性,结合工程实践,提出了一种混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计方案,概括描述了各组成部分的工作原理,并采用马尔科夫模型对该方案进行了可靠性分析;数据结果表明,混合三余度无人机飞控计算机较单机可靠性有了明显提高,满足无人机飞控计算机的可靠性要求,可作为高可靠性长航时无人机飞控计算机设计的参考方案。     

一种飞控计算机双核数据通信设计

针对无人机飞控计算机数据传输实时性高、吞吐量大的特点,将双端口RAM芯片CY7C028应用于基于双ARM处理器LPC3250的无人机飞控计算机,实现双处理器间的高速数据通信;通过对CY7C028的详细介绍,给出了CY7C028与LPC3250的硬件电路设计,并在ADS集成开发环境下实现了CY7C028与双处理器的驱动设计;经实验证明,双处理器数据传输速率平均高达5M字节/秒,满足无人机数据传输要求,从而为基于双处理器的嵌入式飞控计算机提供了一种可靠、稳定、高速的数据通信方法。     

基于QNX的飞控计算机外场测试设备开发研究

传统的飞控测试系统体积庞大,实现成本高,可移植性低。基于QNX的便携式飞控计算机外场测试设备体积小,实现成本低,可移植性高,为一种机型开发的系统,重新编译后即可应用于其他机型。详述了QNX嵌入式测控系统的开发过程及安装过程,并给出了测试数据。设备成功应用于某型无人机的试飞测试中,大大加快了该型无人机的研发进程,节省了研发费用。     

一种基于工控机的飞控系统模拟器

本文提出了一种基于工业控制计算机开发的某型无人机飞控系统模拟器,详细描述了系统的功能及结构配置,提出了硬件实现方案,并给出了软件模块功能、流程以及实时性的解决方法。该模拟器可用于无人机系统先期设计验证及系统联试。     

四旋翼无人机飞控系统的研究与实现

本文通过数学建模进行动力学系统分析,研究实现了基于硬件和软件的四旋翼无人机飞控系统。首先、构建了四旋翼无人机动力学模型并进行理论分析;其次、设计了无人机机架,对各组成模块进行测试、分析和试验;再次、通过集成软硬件实现了无人机飞控系统并进行飞行测试;最后、实验结果表明,实现的无人机飞控系统取得了较好的飞控效果,具有灵敏性强、稳定性高,总体性能优良等优点。     

高实时性的无人机飞控软件测试系统设计

机载计算机作为无人机系统的控制核心,在设计过程中对其进行性能监测及功能验证是保证其正常工作的基本途径;运行于机载计算机内的飞控软件已成为无人机飞控系统设计中最重要的因素之一,采用Labview和RTX搭配的建模方式,模拟无人机机载计算机的真实硬件环境,在Windows操作系统下构建一套高实时性的测试系统方案,完成对机载计算机飞控软件的实时监测评估和性能测试;经实际测试,该系统能够实现对无人机飞控软件的实时监测和测试,实时性带来的实时误差不超过1％.     

基于586-Driver的无人机飞控计算机智能检测系统研制

传统无人机飞控计算机检测以人工操作为主,操作繁琐、数据量大、易受人为因素影响,导致测试效率低、结果主观性强、安全性不足;提出基于信号门限自动检测技术的飞控计算机一键式全功能检测方案;以586-Driver板卡为核心,设计了接口板、电源板、信号调理板和检测板,研制了智能检测系统;模块功能包括底层驱动、时序控制、上电控制与电流检测、功能检测等模块,实现了在全程无人干预情况下对飞控计算机按预设时序逻辑的自动测试;采用人为注入故障测试方式进行了系统测试,结果表明:该系统满足某型飞控计算机的检测需求,提高了飞控计算机检测效率,具有实际工程应用价值。     

基于SCADE的无人机三余度飞控系统设计及实现

利用一种嵌入式软件开发的新方法--嵌入式代码自动生成软件SACDE研究了无人机三余度飞控系统的开发.通过与传统三余度飞控系统开发方法进行了对比,说明了使用SCADE开发的无人机三余度飞控系统具有成本低、周期短、安全性高、交互界面友好等优点,并在很大程度上实现了该软件开发的自动化.     

基于DSP的无人机双冗余飞控计算机系统设计与实现

该文根据无人机对可靠性的要求,结合工程实践,详细介绍了一种双冗余飞行控制计算机系统的总体设计和具体实现方案。本系统在以TMS320F2812数字信号处理器为核心的成熟飞控计算机基础上,加入一套硬件相同且功能相似的飞控计算机并添加少量硬件及软件模块,以较小成本大大提高飞控计算机的可靠性。文中分别对该系统软硬件的核心部分进行了详细描述,该方法实施简单,易移植和工程化,具有较好的通用性。     

无人机飞控计算机自动测试软件设计与实现

无人机就是无人自动驾驶的飞行器,不仅轻便灵活,而且重量轻、机动性强,在军事、民用、科技等领域应用广泛。飞行器经历了从最开始的导航与控制系统分离到电动陀螺仪、自动驾驶仪的发展历程,逐渐形成当前的飞控系统。无人机飞控计算机自动测试软件包括无人机远场源系统构成、飞行测试方法、系统人机界面、多层次安全架构和系统性云计算结构等。基于此,浅谈了无人机飞控计算机自动测试软件设计与实现。     

基于ARM的空中机器人飞行控制系统的设计

提出了一种基于ARM9内核的嵌入式处理器S3C2440的空中机器人飞行控制系统的设计方案,详细介绍了系统的硬件结构组成及基于嵌入式Linux操作系统的飞行控制软件设计,并描述了软件的功能划分和控制策略的实现。该飞行控制系统使空中机器人具备遥控遥测、指令处理、姿态控制飞行和自主导航等功能,成本低、性能高。     

Modeling and Sliding Mode Control of a Micro Helicopter-Airplane System

This paper presents the regulation and trajectory tracking for a Micro Coaxial Rocket Helicopter (MCR UAV), as well as the control of a mini aircraft. The former vehicle has the characteristic of performing hover and forward flight while the latter vehicle is considered as an external air transporter for the MCR UAV. For control purposes, the helicopter stabilization is based on sliding mode controllers which avoid the chattering generated during the flight and allow the MCR UAV to perform tracking of smooth trajectories, Furthermore a PD controller stabilizes the aircraft in order to execute semi-autonomous flight. A flight computer for these aerial vehicles consists of a homemade embedded system, low-cost sensors, and signal conditioning circuits, analog filters and actuator. The proposed control algorithms are implemented on the embedded system. Simulation and experimental results show the good performance of the developed system during the flight.     

无人机数据采集EKF滤波悬停稳定的研究与应用

许多国内外的研究机构致力于四旋翼无人机飞行控制姿态和高度悬停稳定的研究,以实现四旋翼无人机的自主飞行。四旋翼无人机是一种多输入、强耦合、多变量、欠驱动的系统,其稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性对飞机性能起着决定性的作用。针对四轴无人机悬停运动测试环节中不稳定的影响,基于已有的无人机平台,最新科研前沿的文献,以ARM嵌入式系统作为上位机,设计了一个无人机数据采集的扩展卡尔曼滤波器(EKF),结合二次型最优控制预估气压计最优初始矩阵值进行开源编程。从扩展卡尔曼滤波器的建立与优化,原程序气压计程序严谨的探讨、衔接和写入飞控,最终在软件匿名科创地面站上,通过无人机对气压计大量实时悬停数据采集,实验仿真进行滤波图形对比验证和无人机实际运行的稳定性分析表明,提出的无人机数据采集扩展卡尔曼滤波方法效果良好,具有良好的应用和推广价值。     

基于Linux的无人机故障注入软件研究

无人机故障注入软件利用故障注入技术实时地模拟飞行控制系统的故障,它主要用于飞行控制系统的故障注入与故障状态下动态性能测试和综合测试;它通过动态修改被测系统输入和输出信号达到故障注入目的,并能实时记录被测系统的响应从而分析不同故障对被测系统的影响程度;为了解决该软件在WINDOWS平台运行中所存在的缺点,设计构造了基于Linux的无人机故障注入与分析系统软件,完成了软件开发和故障分析;在无人机动态测试过程中,故障注入试验结果表明了这种方案的正确性和可行性。     

三自由度直升机的嵌入式控制系统

实验室配备的三自由度直升机采用PC机+运动控制卡的控制方案,该方案偏离了真实直升机的飞行控制系统方案。为此,采用ARM+μC/OSII设计了三自由度直升机的嵌入式控制系统。由外接的飞行摇杆给出三自由度直升机平台姿态角的指令信号,通过以EasyARM1138为核心的嵌入式控制系统,采用闭环反馈的数字PID控制,实现了对三自由度直升机俯仰角和横侧角的精确控制,并可模拟真实飞机的"辅助操纵"、"全自动驾驶"、"改平"3种工作模式。     

ARM9＋Linux平台上计算机视觉的实现

文章以在ARMg＋I。inux平台上实现人脸检测为背景,介绍计算机视觉在嵌入式系统中的实现方法。该系统以OpenCV函数库为核心,通过V4L获取图像,移植MiniGUI实现图像的显示以及人机界面的设计,文章对这些问题作详细介绍,并提出提高系统实时性的方法。     

基于ATmega128单片机的无人机飞行控制系统的设计

通过分析无人机飞行控制系统的工作原理以及对飞控计算机功能的需求,给出了基于ATmegal128单片机的无人机飞行控制系统的硬件平台设计方法.本系统具有功能全、体积小、重量轻、功耗低、集成度高等特点,非常适合应用于小型无人机.     

基于网络的飞行传感器仿真系统研究

提出了一种基于TCP／IP协议的传感器仿真系统,模拟无人机实际飞行中各类传感器的信导和电气特性,解决了全数字无人机飞行仿真系统中对飞机传感器进行实时仿真的问题。     

基于ARM的嵌入式远程监控系统

研究了基于 ARM 的嵌入式远程监控系统。系统采用 S3C2410为主控芯片并且移植了具有一定实时性、源代码公开的嵌入式系统 Linux。ARM 处理器实时监控现场设备的运行,并将得到的各种监控参数进行分析、处理,然后将处理结果通过以太网传入 Internet。远程控制者就可以实现异地监视和控制现场设备。