无人机舵机控制系统的硬件设计与实现

给出了一种基于STM32F103VB微控制器的无人机全数字舵机控制系统硬件实现方案,该方案以STM32F103VB作为主控芯片,无刷直流电机作为该系统的伺服电机,采用三闭环的控制策略,实现了脉宽调制(PWM)控制信号的采样和输出,通过采样PWM信号实现舵机的控制,针对无人机对数据传输实时性的要求,利用CAN总线与上位机通讯,很好地满足了要求;该系统具有成本低廉、安全可靠且实现容易的特点,实现了舵机控制系统的数字化与小型化;经多次试验,证明是安全实用的.     

基于DSP的数字舵机控制系统的设计与实现

研究了新型全数字电动舵机控制系统的设计问题,针对某型无人机的特点以及对舵机的高性能要求,设计了一套基于DSP的数字舵机控制系统,同时分析了其结构组成、控制方案、控制器软硬件设计等问题;该系统以无刷直流电机作为伺服电机,采用三闭环的控制策略,实现舵面位置的高性能跟踪;实验结果表明,基于DSP的舵机控制系统具有良好的位置跟踪性能,该控制系统起动快速、稳定;采用TMS320F2812控制芯片后,不仅简化了系统外围设备,降低了系统的功耗,而且提高了系统的准确性和实时性,该系统可以作为某型无人机的舵机控制系统。     

民用小型无人机飞行控制系统硬件设计

针对民用无人机体积小、重量轻、结构简单、可靠性高等要求,给出了一种以STM32F103RE微控制器为核心的小型无人机的硬件系统设计方案,并详细介绍了系统整体方案设计以及主要的功能模块;通过详细的结构框图描述了如何有效的将各功能模块组成一个稳定的系统;在小型固定翼无人机上的飞行测试验证了该设计方案的可行性和可靠性;该系统实现体积小,可以封装到一个小盒子里面,所有接口单独引出,可以挂载到不同的载体上;该系统具有精炼、低成本、可靠性高的特点,适合批量生产使用。     

高亚音速无人机姿态确定与控制系统设计

姿态确定与控制问题是无人机飞行控制设计中的关键问题.设计了高亚音速无人机的飞行控制系统,其硬件组成部分包括飞控计算机、组合导航计算机、电动伺服舵机、传感器、飞行参数记录仪以及地面检测装置;设计了基于速率陀螺、加速度计、磁航向计、GPS等多传感器系统的无人机姿态测量系统,并给出了基于信息融合卡尔曼滤波的姿态确定算法;设计了基于3个单变量控制回路的无人机姿态控制方案.仿真结果表明了高亚音速无人机的姿态确定方法和姿态控制方法的有效性.     

无人机飞控设备检测系统

介绍了一种无人机飞控设备检测系统,给出了系统的组成和硬件配置,讨论了系统软件设计和测试原理。该系统可以自动检测和校准无人机各种传感器、机载计算机及舵机的输出参数,具有一定的可靠性和准确性。     

基于AVR单片机的电动舵机控制器设计

根据无人机控制系统需求,设计一款基于AVR单片机的数字电动舵机控制器,详细介绍了该电动舵机控制器的组成、工作原理、数字PID控制算法,实现了对舵机的伺服控制,为工程研制数字化舵机奠定了良好基础。     

无人飞行器数字舵机控制系统设计与应用

针对无人飞行器的使用环境和需求,设计并实现了一种以TMS320F2812为硬件核心的无人飞行器数字舵机控制系统.阐述了系统的组成、功能及工作原理,给出了功能模块的关键电路,介绍了实时控制软件的主要功能模块及算法和流程图.应用结果表明,舵机的可靠性和抗干扰能力得到了提高,系统运行良好,能满足无人飞行器控制系统的要求.     

某型无人机导航/飞控系统设计与仿真

某型无人机以DSP为核心部件,介绍了其导航/飞控系统硬件设计、结构,其中主要包括数据采集、数据通信,介绍了导航/飞控软件,给出流程框图,设计了用于验证该系统的仿真系统;仿真系统引入大气模拟系统和GPS模拟系统,介绍大气模拟系统结构原理和GPS工作原理,仿真各子系统之间采用CAN总线进行连接,并且挂载真实舵机,检测舵机偏转检测,形成负反馈;最后,给出系统仿真步骤和仿真内容,得出仿真结果,验证该系统可行、正确.     

基于STM32微控制器的小型无人机飞行控制系统

提出基于STM32F103RC微控制器和NμC/OS-Ⅱ操作系统的小型无人机飞行控制系统的研制方案.该系统方案具有可靠性高、实时性强、性价比高等优点.目前通过实验证明,能满足无人机飞行控制系统设计要求.     

基于ARM处理器的舵机半实物仿真系统的实现

导弹舵机是导弹制导与控制系统的执行机构环节,其半实物仿真系统亦是实现导弹制导与拧制系统半实物仿真验证平台中的关键环节;文中针对某型导弹舵机的动态特性与控制参数,设计一种基于ARM微处理器的舵机半实物仿真系统的实现方法;首先使用simulink工具箱对对导弹舵机的模拟系统进行数学建模以及相关控制参数优化计算;最后,通过ARM控制器的硬件电路实现舵机的半实物仿真系统的硬件平台,以及嵌入式软件编程实现舵机性能模拟;根据舵机半实物仿真系统与自动驾驶仪之间联合测试结果表明,舵机半实物仿真系统可以在导弹制导与控制系统半实物仿真验证平台中替代真实舵机.     

基于STM32的单炮火控解算系统

网络化火控和分布式处理是未来火控系统的发展趋势,单炮火控系统作为网络化火控系统的重要组成部分,其可靠性、稳定性和成本等因素对作战效能发挥至关重要.阐述了一种基于ARM Cortex M3架构的STM32系列微控制器的单炮火控解算实现方法.通过软硬件设计,并基于某高炮火控射表解算射击诸元,论证了STM32作为单炮火控计算机进行火控解算的可行性.还讨论了STM32用于火控解算的稳定性、可靠性与效率等因素.     

基于实时多任务操作系统的动力翼伞系统设计

为了确保动力翼伞控制器的多功能实现及其系统稳定运行，设计了一种基于实时操作系统μC/OS-III的动力翼伞控制系统。系统基于Cortex-M4内核的微控制器STM32F407IGT6和Cortex-M3内核的微控制器STM32F103VCT6硬件平台，采用μC/OS-III系统实现了飞行模式选择、GPS采集、控制量计算、地面站交互、舵机位置采集、横向控制、纵向控制和系统信息读写等任务。详细介绍了系统总体构成以及软硬件实现方法。实验表明，采用μC/OS-III对动力翼伞系统进行实时多任务管理，可以最大化利用CPU资源，提高系统的运行效率，增强系统的稳定性和实时性。     

一种支持Cortex-M3的Simulink自定义目标系统设计

在基于模型的嵌入式控制系统设计开发中,利用Simulink Coder和Embedded Coder等工具为控制算法、系统模型等自动生成嵌入式代码被证实是一种高效、可靠、便捷的方法;Mathworks为自带的Simulink模块和MTALAB函数的目标代码生成提供了支持,缺乏的是对于嵌入式开发中目标外围功能的直接支持,比如数字、模拟输入/输出,网络通信以及其它微控制器自身功能,而这对于嵌入式系统开发往往是不可缺少的重要部分;针对工业级嵌入式产品领域应用广泛的Cortex—M3内核微控制器这一目标,设计开发了支持常用外围功能的STM32F1XTarget目标系统以及配套的嵌入式控制板,详细阐述了STM32F1XTarget的工作流程和自定义设备驱动模块设计原理;设计的目标系统支持由系统模型到应用程序下载的一键式操作,这将算法设计和产品开发无缝连接到一起,大大加速了嵌入式控制系统的开发流程,降低了成本,最后在倒立摆嵌入式控制系统开发中进行了实验验证,检验了该目标的有效性和可靠性.     

基于STM32的红外测温仪的研制

利用嵌入式高性能ARM的Cortex-M3内核微控制器芯片STM32进行红外测温仪的研制,给出了硬件设计的原理框图。重点阐述了信号处理、带通滤波和检波部分的设计,并进行了相关软件的设计。由于STM32芯片内部集成度比较高,使硬件结构得到简化。该红外测温仪具有扩展方便、配置简单、可靠性高、成本低等特点。     

基于STM32的裂缝位移监测系统

介绍了一种基于STM32微控制器并能够进行远程、实时监测的多通道裂缝位移监测系统.系统包括采集节点和监测中心两部分,采集节点以STM32微控制器为核心,采用线性位移传感器获取裂缝位移信息,经过多通道选择电路、信号调理电路后被STM32微控制器采集、存储进本地U盘,并通过无线传输模块将采集到的数据发送到监控中心;通过采集软件接收采集节点发送的数据,并存储进本地硬盘中.最后通过室内模拟实验和野外应用试验,验证了研制的多通道裂缝位移监测系统工作稳定、可以应用于野外裂缝的实际监测中.     

电磁阀远程控制及水压监测系统设计

为了实现远程控制电磁阀及监测输水管道水压,提高农业灌溉效率;采用STM32微控制器及Android嵌入式系统,开发出一种对电磁阀进行控制及水压监测系统;微控制器通过串口连接GPRS模块,从而接收命令控制电磁阀和发送水压数据;Android手机客户端实现阀门控制界面和水压数据显示功能;云服务器负责连接GPRS模块和手机客户端,并且管理底层设备与用户信息;该系统已运用在某智能节水灌溉公司的实验大棚基地中,实验结果表明,系统能实时进行远程控制及监测,并能确保输水系统正常运行;该系统能够推动农业现代化的发展,减少人力成本,提高生产效率。     

移动机器车的WiFi接口设计

针对移动机器车在运行时状态参数难以实时检测的问题,设计了一个介于WiFi模块和STM32微控制器之间的无线传输接口。在该接口设计中,移动机器车中的微控制器STM32与WiFi模块之间采用SPI接口通信,并根据EM380的通信协议及时序,详细讨论了SPI接口的设计程序。最后通过利用VC软件设计的上位机软件,在Pc机上显示了赛车速度、赛道中心线等信息。实验结果验证了该无线接VI传输数据的有效性,表明无线检测将成为移动机器车状态参数检测的发展方向。     

基于ARM内核的PROFIBUS总线智能型电动执行机构的开发

随着信息技术和自动化技术的发展,智能型电动执行机构成为自动化系统的重要的一部分,而电动执行机构的远程控制也成为了研究的重点。提出了一种以意法半导体公司基于ARM Cortex M3内核的STM32芯片为主控制器,具有PROFIBUS现场总线从站接口的智能型电动执行机构的软硬件设计方案。经模拟试验表明,该方案提升了执行机构的智能化水平,具有良好的效果。     

STM32F207和DM9161A的以太网实现方案

电力抄表系统常通过网络采集和传输电网中的谐波等信息。本文提出了一种适合电力系统的网络设计方案。在STM32F207和DM9161A为核心的硬件平台上,完成了LwIP协议栈的移植,实现了远程终端和上位机通信。使电力系统更具实时性与交互性,并保证了通信的可靠性。     

面向微小光致夹持器操作的光源驱动与监控系统研制

针对当前新兴的工艺简单的微小光致夹持器缺乏可控光源驱动与监控系统的现状,本文研制了一种基于PC机控制的光源驱动与监控系统．该系统借助显微成像CCD（charge-coupled device）观测手段,通过VC++平台控制STM32微控芯片下位机,输出可控的PWM（pulse width modulation）信号来控制光路驱动电路,从而改变光源光照时间及光照强度,来最终实现对夹持器夹持操作的驱动与控制．本系统克服了传统微小夹持器主流采用电或磁作为驱动能量源,而需要较复杂的机械传动机构将运动传递到执行器末端,从而带来的夹持器设计与制造复杂性等缺点．光源测试实验、夹持器开合实验及夹持器夹取鱼卵实验验证了该系统的有效性.