基于tms320lf2407的涵道式飞行器控制系统实现#

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于TMS320LF2407的涵道式飞行器控制#系统实现**刘鑫，贾庆轩，孙汉旭，陈钢5（北京邮电大学自动化学院，北京100876）摘要：基于TMS320LF2407，设计了涵道式飞行器飞行控制系统硬件电路，飞行控制系统通过MTi获取飞行器当前姿态信息，对采集的数据进行校验并进行PID控制算法处理，输出控制信号调节控制舵面的偏转角度，从而控制飞行器的飞行姿态。在硬件电路平台上，通过软件开发，实现了对涵道式飞行器姿态的控制。10关键词：飞行器设计；TMS320LF2407；MTi；

2、PID控制器中图分类号：V249.1TheImplementationoftheDucted-fanAircraftControlSystemBasedonTMS320LF240715LiuXin,JiaQingxuan,SunHanxu,ChenGang(AutomationSchool,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)Abstract:Theducted-fanaircraftcontrolsystemhardwarewasdesignedbased

3、onTMS320LF2407.ThecontrolsystemcollectstheattitudeinformationoftheaircraftbyMTi,thenchecksthereceivingdatawhichwasprocessedusingPIDcontroller.Thenthecontrolsystem20outputthesignalstochangethedeflectionangleofthecontrolvanestocontroltheattitudeoftheaircraft.Thesoftwarebased

4、onthecontrolsystemwasdesignedtocontroltheattitudeoftheducted-fanaircraft.Keywords:AircraftDesign;TMS320LF2407;MTi;PIDcontroller250引言涵道式飞行器是一种新型的飞行器，它结合了旋翼机悬停飞行的能力和固定翼飞行器高速飞行的能力，因此其在众多领域有广泛的应用。涵道环绕在螺旋桨的周围，在飞行器悬停时可以改善螺旋桨桨尖的绕流，从而有助于提升其飞行升力，而在飞行器高速飞行时，涵道可作为环形机翼产生升力，螺旋桨的推力可以用来推

5、动飞行器高速飞行。30TMS320LF2407是TI公司推出的一款主要用于嵌入式控制系统的处理器，它将微控制[1]器丰富的外设与TI领先的DSP技术融合在一起，广泛应用于电机控制、智能仪表等领域。本文针对涵道式飞行器的控制特点，以TMS320LF2407为主控制器设计了涵道式飞行器的飞行控制系统，通过串行通信接口采集飞行器的姿态信息，经过PID控制算法计算，输出PWM调节控制舵面角度，实现涵道式飞行器的悬停飞行。基金项目：高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目资助；中央高校基本科研业务费专项资金资助（BUPT2011rc0026，2010

6、2x06）通信联系人：贾庆轩（1964-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为：先进机器人技术，虚拟现实技术.E-mail:sdjqx@sohu.com作者简介：刘鑫(1986-)，男，硕士研究生，主要研究方向为先进机器人技术-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn351涵道式飞行器1.1涵道式飞行器结构特点如图1所示，本文设计的涵道式飞行器采用同轴双桨的结构，两个螺旋桨的尺寸相同，螺距相反，由于其转速相同，可以彼此抵消自旋扭矩，完全产生升力。其主要组成部分包括：上部中心体、动力装置(电机、螺旋桨)、涵道、下部

7、中心体、控制舵面及起落架。上部中心40体装有系统的电源装置，电机安装于上部中心体，通过电子调速器控制其转速，涵道环绕于螺旋桨的周围，下部中心体装有MTi和飞行控制电路，四组控制舵面通过舵机连接，安装于涵道出口处，起落架具有缓冲功能。图1涵道式飞行器结构示意图45Fig.1Thestructuraloftheducted-fanaircraft1.2涵道式飞行器的飞行原理涵道式飞行器飞行原理为：螺旋桨位于涵道内部，其产生的力可用于提供飞行升力，其产生的气流流经涵道内壁后在涵道出口处流经控制舵面，控制舵面在气流中如同机翼，在涵道式飞行器的姿态发

8、生变化时，通过调节控制舵面偏转一定的角度，此时控制舵面会产生垂50直于来流方向的力F，这个力可产生绕机体轴的力矩M，从而调节飞行器的姿态，实vanevane现飞行器姿态的稳定控制