基于μcosⅱ的无人直升机飞行控制系统软件设计

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要无人直升机具有独特的飞行能力，在军事和民用方面的需求日益增多，进行无人直升机飞行控制技术研究具有广泛的应用前景和极其重要的现实意义。无人直升机飞行控制系统软件是无人机飞行控制系统重要的组成部分，在飞行控制系统设计中越来越重要，其性能直接关系到飞行的成败。本文基于嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ，构造以µC/OS-Ⅱ为核心的无人直升机飞行控制软件设计的新型开发体系。分别设计嵌入式和桌面式两种飞行控制软件，为飞行控制开发不同的阶段服务。同时，这两套软件相互联系，相互补充，它们之间的区别仅仅在于底层驱动部分，其控制律部分的代码

2、可以100%进行移植。首先在现有成果的基础上，对µC/OS-Ⅱ的嵌入式机载软件进行了移植，主要包括了开发环境的移植、CPU的移植、全局变量的安全读写、Fixed-Point算法等内容。其次在充分把握µC/OS-Ⅱ的中断管理机制的基础下，设计了中断方式的µC/OS-Ⅱ的串行通信模块(OSCom模块)，不仅实现了串行口独立中断，而且实现了串行口共享中断。最后根据“等效飞控”的思想，在完成µC/OS-Ⅱ在Windows环境仿真运行移植的基础下，设计了“等效飞控”相关软件。根据两种典型配置分别实现了“等效飞控”技术。本文对上述的所有工作全部进行了实际物理环境下

3、的试验验证，结果表明上述设计在工程中是切实可行的。关键词：无人直升机，µC/OS-Ⅱ，飞行控制软件，串行通信，等效飞控，Fixed-Point算法，共享中断i基于µC/OS-II的无人直升机飞行控制系统软件设计ABSTRACTDuetotheparticularabilityofflying,unmannedhelicopterhavebeengreatneededinarmyandcivilfields.It’sveryimportanttomakearesearchonunmannedhelicoptercontroltechnology.Unma

4、nnedhelicopterflyingcontrolsoftwareisoneofthemostimportantpartofflightcontrolsystem,itbecamesmoreandmoreimportantanddeterminesthesuccessoftheflightdirectly.ThisarticleputsemphasisonbuildinganewflightcontrolsoftwaredevelopmentstructurebasedontherealtimeoperationsystemµC/OS-Ⅱ.Desi

5、gntheembeddedpartandwindowspartrespectively,andbothofthemworkedonthedifferentperiodofthesoftwaredevelopment,andthedifferenceofthemisonlythelow-leveldriver,butthecontrollawcodecanbetransplanted100%.Firstly,accordingtotheexistingtechnology,thispaperporttheµC/OS-Ⅱtotheunmannedhelic

6、opterflyingcontrolcomputer.Thepivotaltechnologyincludesthecompiler,theCPU,thereading/writingoftheglobalvariable,thefloating-pointoperationwithFixed-Pointarithmeticandsoon.ThispaperalsoanalysestheinterruptprincipleoftheµC/OS-Ⅱ,anddesignstheserialcommunicationmodulewiththeinterrup

7、tmethod(OSCommodule).Notonlyrealizedtheindependentinterrupt,butalsorealizedthesharedinterrupt.Finally,thispaperrealized“equivalentflightcontrol”technology.BasedtheµC/OS-ⅡsimulationoperationonWindosw,designstherelatedsoftwareofthe“equivalentflightcontrol”system.Alltheworkingabove

8、havebeenverifiedinthephysicalentironment.Theres