基于dsp无人机飞控系统设计

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1、TheDesignforUAVFlightControlSystemBasedonDSPADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnCommunicationandInformationSystemByXuXiaopengUndertheSupervisionofProf.ZhaoWeihuaWangQiSchoolofElectronicandInformationalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune.

2、2012摘要作为一个国家综合科技实力象征的无人机受到了世界各国的广泛关注，研发、生产和装备无人机成为了世界各国共同发展趋势。本文首先分析了国内外最新无人机研究发展状况，在此基础上确定了整体设计方案和主要技术指标。同时采用了模块化思想，分时分任务对各个模块进行设计，使各个模块可以作为一个独立的子系统，方便调试和测试。飞控系统分为机载计算机控制核心模块、传感器模快、Si4432无线数据链路模块、GPS定位辅助导航模块和GPRS模块。其中机载计算机采用双核设计，采用两个TMS320F2812分别作为飞控CPU和通信CPU。这两个CP

3、U即能独立工作，又能通过CAN总线构成局域网进行通信协调工作，在完成各自任务的同时又实现了冗余备份，提高了无人机的飞行安全。各个传感器模块分别采集无人机飞行中的加速度、角速度、高度、大气压力数据等，为控制CPU提供控制参数信息。Si4432模块作为主要数据链路通道，主要实时下传无人机飞行状态和接收地面站控制指令，如Si4432模块出现故障，GPRS作为数据通信备份通道，将接管数据传输。GPS模块一方面实现对无人机进行定位，另一方面作为辅助导航系统，修正惯性导航系统的误差，提高无人机飞行控制的精度。为了进一步提高导航精度，本文引

4、进了卡尔曼滤波器，在减小导航误差方面发挥着重要的作用。采用四元素法对捷联惯导系统测得的角加速度值和加速度值进行解算，从而得到无人机的姿态、速度和位置数据。关键词：无人机、飞控系统、捷联惯导、辅助导航、卡尔曼滤波、开关电源IAbstractUAVwhichisrecongnizedasthesymbolofthenationalstrengthinscienceandtechnologyhasbeenattractedtheworld’sattention.Thisarticlefisrtanalyzesthelatestres

5、earchanddevelopmentofUAV,thendeterminesthebasicdesignforthisprogramandthemaintechnicalindicators.Themodularthinkingandtime-sharingoneachmoduledesignmakeeachmoduledesignedasaseparatesubsystem,soit’seasytodebugandtest.Thesystemoftheflightcontrolisdividedintocomputerco

6、ntrolledcoremodule,sensormodule,theSi4432wirelessdatalinkingmodule,GPSpositionandauxiliarynavigationmoduleandGPRSmodule.Theairbornecomputerusesadula-coredesignwithtwoTMS320F2812sandoneistheflightcontrolCPU,anotheristhecommunicationalCPU.TheseCPUsarenotonlyworkingdep

7、endently,butalsoworkinginCANLANcommunicationcoordination,sotheycancompletetheirtasksandformtheredundantbackupsystemsothisdesignimprovetheflightsafetyofUAV.Eachsensormodulerespectivelycollectstheangularvelocity,accelerationandtheheightdata.TheSi4432moduleasthemaindat

8、alinkingchannelmainlysendsthestatusdataofUAVandreceivesthegroundstationcontrolinstructions.GPRSmodulecanplayasecondarybackuprolefordatalin