WiFi环境下的微型四轴飞行器系统设计

为改善传统四轴飞行器体积大、不便于携带、航模遥控器操作复杂等问题,从易用性的角度出发,提出了基于WiFi控制的微型四轴飞行器设计方案.系统以STM32处理器为核心,MPU6050、HMC5883组成惯性测量单元测量飞行器姿态,上位机通过WiFi与飞行控制器进行数据交互;并引入RT-Thread嵌入式实时操作系统,以满足飞行姿态控制的实时性要求.经实验测试,飞行器能在较短时间内对上位机的操作指令进行响应,并按照指定操作稳定飞行,系统基本完成预期目标.     

基于FPGA的高速模拟信号采集卡设计

测试系统中的信号采集是系统的一个重要环节;文章提出了一种基于FPGA的高速模拟信号采集卡,采用Verilog HDL实现FPGA内部逻辑电路设计,采用AD7938实现ADC采样模块;总线选择BLVDS,FPGA完成BLVDS总线上数据的接收、发送以及数据的缓存,上位机指令和板卡反馈数据依照Modbus协议进行传输,C8051F120完成对FPGA内部BLVDS接收电路缓存数据的读取,根据上位机指令对AD7938控制寄存器以及影子寄存器进行控制,并启动BLVDS驱动电路完成数据的发送;实验结果表明:通信速度快、稳定、可靠,电压采集的结果控制在±0.10V允许范围内。     

基于CPLD的ARINC429通信板卡设计

ARINC429是航空电子设备之间数据传输的航空工业标准;针对航空电子设备之间的数据传输,介绍了基于CPLD的ARINC429标准通信板卡的硬件组成原理及软件设计;采用C8051F005单片机作为板内CPU来完成控制数据收发和数据处理,在一块板上实现了8收4发的功能,并且带有RS485通信接口,可接收上位机的命令并与其进行交互通信;具有易扩展、实时性好、可靠性高等特点。已在半物理仿真实验系统中成功应用。     

基于循环缓冲区的xPC目标串口通信研究

针对半实物仿真中的串口通信要求,提出一种xPC系统下采用CPU中断和软件定时的基于循环缓冲区的串口通信方法,解决了基于S函数的串口模块工作原理设计、硬件中断获取、循环缓冲区设计及参数传递和缓冲区读写操作等关键技术.采用该方法设计了惯性测量单元通信模块,并用三轴转台进行了动态测试,可以实现三路加速度和三路角速率信号的正确...     

一种基于FPGA的SDLC协议的通信板卡的实现

本文所设计并实现的通信板卡是以FPGA为核心的SDLC通信板卡部分和以上位机为核心的控制及显示界面部分组成,其中通信板卡根据上位机传送的指令,转换为对应的命令帧格式,并按照SDLC协议将命令帧转换为串行数据发送,同时接收返回的测量数据,按照SDLC协议转换为并行数据,由ISA总线传送给上位机存储并显示。     

基于网络的多通道航空总线板卡的设计

设计了一种基于以太网的多通道ARINC429总线板卡,上位机通过以太网络接口可以方便地实现与ARINC429总线上的组件通信。内部集成多种可通过上位机配置的数据处理功能。给出了系统的整体构成和软件流程,重点阐述了板卡内部数据包定义和数据格式转换等内容。实验结果表明,该板卡可以稳定地实现以太网数据与ARINC429数据字的转换,完全满足航空测控系统数据通信的要求。     

适用于SGT320E型三轴多功能转台的多串口数据同步采集

SGT320E型三轴多功能转台是进行惯性传感器标定、惯性测量单元(IMU)和姿态航向参考系统(AHRS)性能测试的重要平台;实现三轴多功能转台和待测负载设备的测试数据同步采集,是使用三轴多功能转台面临的关键问题之一;基于同步脉冲机制,提出了转台与待测负载的数据同步输出的3种方法;在对多线程串口通讯CSerialPort类进行改进的基础上,使用Microsoft Visual Studio2005集成开发环境,开发了多串口数据同步采集软件程序;以XSENS公司生产的MTi微型姿态航向参考系统作为待测负载设备,综合运用信号发生器、USB转多串口设备和笔记本电脑,在三轴多功能转台上开展了系统测试;在同步脉冲信号频率为10Hz时,软件程序采集得到的4路各6 156个数据保持了严格的时间同步,这表明所提出的多串口数据同步采集方法适用于SGT320E型三轴多功能转台和待测负载设备的测试。     

一种基于MFC的转台自动测试系统

三轴转台在惯性测量组件和惯性导航系统的性能测试中起到了重要作用,而原先的转台标定实验需要测试人员通过上位机操纵转台运动到指定位置和速率状态,并手动操纵远程计算机采集惯性导航组件的实验数据.采用VC++中的MFC形成远程控制计算机界面,通过远程控制计算机直接控制三轴位置速率转台,并自动采集惯性导航组件的测试数据.经过远程控制计算机与转台形成闭环实验,测试系统可以完成预期目标.     

微小型球形飞行器飞行控制系统设计

根据微小型球形飞行器的结构特点和工作原理,设计了一套基于ARM Cortex-M3 STM32F103RBT6微控制器的飞行控制系统,进行了主要模块的功能设计与性能分析,给出了研究结论与选型依据,还设计并完成了姿态传感器两轴转台实验和飞行器室内飞行试验;测试结果表明,该控制系统的姿态传感器姿态测量精度高,能够为飞行控制提供姿态参考信息;飞行器能够圆满实现空中悬停、低空机动等飞行动作,且空中飞行姿态稳定、实时、可靠;该飞行控制系统功能可靠、性能稳定,能够较好地满足微小型球形飞行器的飞行控制要求,具有一定的实用性与扩展性。     

无人机飞行仿真平台控制系统设计

为了便于在实验室模拟无人机在空中的偏航、俯仰、翻滚3个自由度的飞行姿态,设计了一套用于验证飞行控制系统的三轴转台半物理仿真系统;给出了系统的硬件结构和控制策略;转台系统采用TMS320LF2407作为核心处理器并采用旋转变压器作为反馈环节组成位置和速度的闭环控制;为了提高传统PID的控制精度,提出了一种速度、加速度前馈补偿PID控制方法,有效解决了位置随动系统的快速性和准确性这一矛盾;实验运行结果表明,该平台运行良好,控制精度高,能较好实现对无人机飞行姿态的模拟。     

回转窖无线测温系统的设计

本文是回转窖无线测温系统的设计,热电偶测量窖内温度产生的电压信号,通过无线电传设备送至操作室,直接显示窖头、窖中和窖尾温度;同时将信号转发到中控室,并转换成4～20mA电流送其它仪表或控制系统显示,无线测温系统是回转窖无线测温的理想工具和最佳手段。     

基于IMEMS传感器的汽车运动姿态测量系统研究

针对传统的采用机械转子陀螺构成机械平台来测量汽车姿态方法的不足,研究开发了基于集成微机电系统（IMEMS）传感器的捷联式汽车运动姿态测量系统。该系统采用四元数法作为汽车运动姿态的解算方法,并由Kalman滤波器完成对姿态角四元数估计误差和加速度计及角速度陀螺信号的融合,得到汽车姿态角的最优估计值,阐述了该系统硬件构成和软件设计,并通过汽车道路试验对系统的可行性进行了验证。结果表明：此测量系统能够满足汽车运动姿态测量的精度要求,是确实可行的测量系统。     

基于ADIS16355的汽车驾驶操作信号采集系统

研究开发了一种基于集成微机电系统(MEMS)传感器的新型汽车驾驶操作信号采集系统。该系统通过对MEMS传感器的输出信号进行A/D采样,获得相应的数字信号,并将其送进DSP进行处理。运用差分测量方法 ,实现对汽车驾驶姿态角的高精度测量。阐述了系统的硬件组成和软件设计,并通过实验对系统进行了可行性验证。实验结果表明,此测量系统能够满足汽车驾驶姿态测量的精度要求,是确实可行的测量系统。     

Inertia‐free attitude stabilization for flexible spacecraft with active vibration suppression

This paper addresses the inertia‐free attitude control problem for flexible spacecraft in the presence of inertia uncertainties, external disturbances, actuator faults, measurement errors, and input magnitude and rate constraints (MRCs). By analyzing the influence of external disturbances, faulty signals, and actual inertial matrix, a lumped disturbance is reconstructed to facilitate the controller design. Then, a new intermediate observer is developed to estimate the attitude and modal information and the lumped disturbance. The Lyapunov stability analysis shows that the developed controller can achieve the objectives of the attitude stabilization and vibration suppression with input MRCs. Finally, numerical simulations are performed to demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed control method.     

回转窖无线测温系统的设计

介绍了回转窖无线测温系统的设计。热电偶测量窖内温度产生的电压信号,通过无线电传设备送至操作室,直接显示窖头、窖中和窖尾温度;同时将信号转发到中控室,并转换成4～20mA电流送其它仪表或控制系统显示,无线测温系统是回转窖无线测温的理想工具和最佳手段。     

基于可信密码模块的SoC可信启动框架模型

为满足嵌入式终端对信息安全的要求,设计了基于可信密码模块的SoC可信启动框架。该框架的特点在于对引导程序U-boot做功能上的分割,且存储在不同的非易失性存储器中,并增设了通信模块,使之在操作系统启动之前就具有发送和接收文件的功能。将引导程序的各部分与操作系统核心文件均作为可信实体,发送至可信密码模块进行完整性度量,若度量成功则可信密码模块返回下一阶段的启动信号并在其本地存储器中保存可信实体;若度量失败则禁止启动。实验结果表明,该框架是可行、有效的,可以满足现今嵌入式终端在信息安全方面的需要。     

一种基于DAB接收机的MP3播放器设计方案

提出了一种基于便携式DAB(Digital Audio BroadcaSting,数字音频广播)接收机的MP3播放器设计方案,并介绍了系统的软硬件设计思路.系统采用ARM7单片机作为系统控制器,利用SD卡存储MP3文件,用ST公司的音频解码芯片STA013实现MP3解码.数字语音信号通过D/A转换器MAX9850转换为...     

基于MEMS/GPS的航向姿态测量系统设计

姿态信息是飞行控制中最关键的参数之一。针对飞行控制系统首要解决的姿态测量问题。本文利用多微机电系统（MEMS）传感器与GPS组合,研制了一种微型航向姿态测量系统。考虑在以往的姿态测量系统中,动加速度的影响限制其应用,通过设计利用GPS进行辅助修正的姿态解算算法,有效规避了运动加速度对测量精度的影响,使系统可同时满足静态情况和动态情况的使用。将试验结果与商用姿态测量产品MTI-G-700的姿态结果进行了比较,各项指标均达到系统设计的性能要求,验证了航向姿测量系统设计的有效性。     

基于红外传感原理的无人机姿态测量系统设计

由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。     

作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统设计

为解决当前控制系统存在对无人机落地高度测量误差大,落地各姿态角度大等问题,设计了作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统。选用CMOS模拟多路复用器ADG508单芯片,对系统硬件电源电路、AD转换电路、信号采集电路、时钟复位电路、存储扩展电路及调试与接口电路进行优化,通过测量无人机落地姿态,完成系统软件设计,结合硬件与软件部分,实现作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统的设计。实验结果表明,改进系统对无人机落地高度测量误差小,落地俯仰角、横滚角及偏航角小,具有较好的平衡控制效果,充分满足姿态测量需求。