无人直升机飞行控制系统的设计与实现.pdf

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1、第21卷第20期电子设计工程2013年10月V01．2lNo．2OElectronicDesignEngineering0ct．2013无人直升机飞行控制系统的设计与实现孙雪．安敬蕊(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：针对某型无人直升机的性能要求，以某型无人直升机为背景，本文设计了基于DSP28335的飞控系统。本文首先介绍了设计的总体方案、各分系统设计思想及其软硬件实现，最后通过进行半物理仿真试验得出试验结果。试验结果表明该飞控系统设计合理．满足无人直升机的性能要求，具有一定的工程实用价值。关键词：无人直升机

2、；飞控系统；DSP微处理器；半物理仿真中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)20～0091—03ThedesignandrealizationofflightcontrolsystemforunmannedhelicopterSUNXue，ANJing—rui(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Inordertomeetthe

3、performancerequirementsofunmannedhelicopter，thepaperpresentsaflightcontrolsystembasedonatypeunmannedaerialvehicleFirstlyintroducetheoveralldesignschemeandthehardware，softwarerealizationofmainsubsystems,Lastly，carryoutthesemis~hysicalsimulationandgettheresult．Theresults

4、howsthatthedesignoftheflightcontrolsystemisreasonableanditsatisfiestheperformancerequirementsoftheunmannedhelicopterandfurtherengineeringapplications,Keywords：unmannedaerialvehicle；flightcontrolsystem；DSPmicroprocessor；semi—physicalsimulation无人直升机(UnmannedAerialHelicop

5、ter，UAH)属于无动人飞行器中的一种，是指由无线电地面遥控飞行或／和自主控伺服制飞行的可垂直起降的不载人飞行器。它独特的构造，使它舵机能实现垂直上升或下降、空中悬停、原地转弯、前飞、后飞和——侧飞等飞行动作，应用前景十分广阔。动无飞行控制系统是无人直升机的灵魂，无人直升机的特殊人直飞行能力就是因为有了飞行控制系统才得以实现，其可信度升机的高低和性能的好坏直接关系着无人直升机的命运和发展前途。所以飞行控制系统的设计和实现对无人直升机的性能实现有着至关重要的作用。本文设计的是全数字式的飞行控制系统。通过对总体以及其两个分系统的软硬件

6、设计和调试，实现飞行控制系统的相关功能。图1无人直升机飞行控制系统的组成原理图Fig．1SchemeofUAVflightcontrolsystem1总体设计表等各种传感器，油门舵机、副翼舵机、方向舵机、升降舵机为满足遥控一自主复合型无人直升机一即可以用于视距等执行机构，遥控遥测设备以及无线通信设备【1]。外(远距)在地面飞行控制人员监控下进行作业飞行的直升飞控计算机采用了TI公司的高性能处理芯片机一的要求，无人直升机的飞行控制系统由两部分组成：机载TMS32OF28335作为飞控计算机的处理器芯片。该芯片是一飞行控制系统和地面遥控

7、遥测系统。其组成原理图如图1。款TMS320C28X系列浮点DSP控制器。具有精度高．成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，2机载飞行控制系统A／D转换更精确快速等优点，并具有1rI公司所开发的功能强2．1硬件设计大的CCS软件平台[2-3]。机载飞控系统包括飞控计算机，GPS、角速率陀螺、高度飞控计算机通过串行方式、加转换口和并行DIO口可以与其它的外围设备或装置实时交换数据和发送指令，完成各收稿日期：2013—04—03稿件编号：201304029作者简介：孙雪(1988一)，女，吉林蛟河人，硕士研究生。研

8、究方向：飞行控制及仿真。一91—《电子设计工程》20l3年第2O期种飞行任务。飞控计算机与机载传感器、执行机构、通讯电台这就需要比例、积分、微分3部分控制作用的相互折衷．可以以及在仿真时与仿真计算机的连接框图如图2所示。通过仿真试验进