基于DSP四旋翼飞行器姿态控制系统硬件设计

姿态控制是具有六自由度四输入欠驱动系统的四旋翼飞行器飞行控制系统的核心,文章基于DSP对飞行器的姿态控制系统进行硬件设计。设计采用TMS320F28335作为主控制器,使用ADISl6355惯性测量单元进行姿态信息检测,超声波传感器进行高度的测量。多次室内实验表明,所设计硬件系统性能可靠,满足飞行器姿态控制的要求。     

旋转弹用MEMS惯性测量组合数据硬回收系统设计

针对常规弹药在高温、高压、高过载等恶劣发射环境和弹体狭窄尺寸限制下,传统的弹载数据记录器无法可靠工作并无法安装等问题,提出了一种新型的适用于MEMS惯性测量组合数据硬回收系统的设计方法。该系统采用数字信号处理器控制高速模数转换芯片,将采集到的MEMS惯性器件输出模拟量转化为数字量后存入FLASH存储器中,实现对弹体整个飞行过程中相关飞行参量的准确记录。通过对某次靶场实验数据记录和显示,该系统能够完整地记录弹体飞行过程中的参量数据,具有小型化、抗高过载、采样率高、噪声输出小等优点,对常规弹药发射、飞行以及着地全过程的姿态、位置信息的动态测量有一定的工程应用价值。     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

四轴飞行器姿态控制系统设计

四轴飞行器具有不稳定、非线性、强耦合等特性,姿态控制是四轴飞行器飞行控制系统的核心;通过分析四轴飞行器的飞行原理,根据其数学模型和系统的功能要求,设计了四轴飞行器的姿态控制系统;该系统采用stm32系列32位处理器作为主控制器,使用ADIS16355惯性测量单元等传感器用于姿态信息检测;系统基于模块化设计的思想,各传感器都使用数字接口进行数据交换,结构简单;使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,实验结果表明,飞行器能较好的稳定在实验平台上,系统满足四轴飞行器室内飞行姿态控制的要求.     

基于微小型弹体的舵机控制电路的设计

提出了一种基于FPGA的舵机控制电路在微小型弹体中的应用方法,对基于FPGA的舵机控制硬件电路及逻辑设计进行了详细阐述,并说明了该控制电路的具体应用实现;该设计采用FPGA作为核心控制元件、舵机作为基本的执行机构搭建了具体的硬件电路;设计了舵机控制逻辑且根据此逻辑编写了对应的程序;对硬件电路进行了调试;经过大量的试验,结果表明该电路可以实现舵机(尾翼)0°～180°范围内任意角度的平滑偏转,进而控制微小型弹体姿态的偏转,长期稳定的工作,且已成功应用到了某项目的姿态控制试验中.     

基于滑模趋近律的防空导弹垂直发射姿态控制研究

为了实现一种针对光纤制导的低空战术防空导弹垂直发射过程的姿态控制,首先利用四元数在弹体坐标系下对垂直发射的防空导弹建立了运动方程,并在纵向通道利用小扰动线性化理论将运动方程简化为状态空间模型,然后设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道仿真模型并进行了数字仿真验证,结果表明:基于四元数的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对防空导弹垂直发射的有效控制.     

四旋翼无人飞行器实验平台设计及姿态控制研究

为了实现四旋翼无人飞行器姿态的稳定控制并验证控制算法的性能,设计了一种可用于四旋翼无人飞行器姿态控制算法研究及控制性能测试的物理实验平台;首先,利用牛顿-欧拉法建立了四旋翼无人飞行器的六自由度动力学模型;其次,对姿态传感器数据进行融合,利用互补滤波算法实现对四旋翼飞行器姿态进行快速准确解算;然后,在MATLAB环境下搭建了四旋翼飞行器仿真模型,并设计改进的PID控制器对飞行姿态进行了仿真;最后,搭建了一个四旋翼无人飞行器姿态控制的物理实验平台,进行了飞行器姿态控制算法的性能测试;实验结果表明了四旋翼无人飞行器实验平台设计的合理性和正确性,是一种快速有效的飞行器姿态控制算法性能测试实验平台。     

数据融合技术在废弃弹药分类中的应用

为了对废弃弹药进行分类并安全处理,提出了基于数据融合技术的超声波检测弹体内部成份方法.应用超声检测仪采集大量弹体内部成份样本数据,运用数据融合技术建立神经网络融合模型,对超声波的首波、幅值、频率、增益等特征进行融和处理,从而判断弹药的种类.实验结果表明,该方法准确可靠,具有较高的推广应用价值.     

飞行器姿态大角度机动联合控制物理仿真技术研究

针对空间飞行器姿态大角度机动控制要求较高的指向精度和姿态稳定度及快速机动等特点,对飞行器的联合姿态控制方法进行了物理仿真研究;采用了相平面法+PD的组合姿态控制算法,设计了组合姿态控制器;系统采用DSP作为星载计算机,光纤陀螺作为姿态敏感器、喷气系统和反作用飞轮作为执行机构,系统程序采用C语言编程,利用飞行器姿态控制单轴气浮实验台实现了物理仿真;实验结果与单独执行机构控制的实验结果进行了比较,联合控制具有机动控制精度高及快速机动等特点.     

某弹体零件自动化装配工作站的设计与研究

针对信息化战场中弹药的生产效率问题,本文以某弹体为例,对弹体自动化装配工作站设计要求、设备选型和装配流程确认等方面提出弹药各组件自动化装配工作站的设计思路,以自动化生产代替传统人工生产。结果表明,本文设计的自动化装配工作产可实现弹体各组件的装配自动化,极大地提高了生产效率,保证了在弹体装配过程中的安全问题。