矢量推進(jìn)式航模直升機(jī)微型導(dǎo)航與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、矢量推進(jìn)式直升機(jī)是一種創(chuàng)新形式的復(fù)合式直升機(jī)。本文的主要工作是以JR-260型航模直升機(jī)為研究對象，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，開發(fā)完成了一套微型的組合導(dǎo)航與控制系統(tǒng)。
　　 本項研究利用貨架商業(yè)產(chǎn)品和公開源代碼資源，組建了一套低成本、高集成度和高可靠性的微型組合導(dǎo)航與控制系統(tǒng)。其中硬件由組合導(dǎo)航計算機(jī)MNAV100CA和嵌入式飛行控制計算機(jī)Stargate組成，軟件采用了嵌入式實(shí)時Linux系統(tǒng)。在組合導(dǎo)航計算機(jī)上集成了固態(tài)

2、的加速度計、角速率傳感器、磁航向計、大氣機(jī)和GPS接收機(jī)等5個必須的傳感器部件，并安裝了R/C接收機(jī)和脈位調(diào)制（PPM）航模舵機(jī)接口。飛控計算機(jī)上除ARM9 CPU和存貯器件外，還裝有和組合導(dǎo)航計算機(jī)的連接接口和電源控制電路。傳感器信號采集軟件設(shè)計中采用了擴(kuò)展的卡曼濾波和狀態(tài)監(jiān)視算法，實(shí)現(xiàn)了組合導(dǎo)航所需的航姿信息的解算，實(shí)時獲得直升機(jī)在任意時刻的姿態(tài)角、角速度和加速度項。在微型嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)平臺上，基于實(shí)時Linux的多線程機(jī)制編制了

3、導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)航解算和信號發(fā)送模塊，在飛控計算機(jī)平臺上，編制了導(dǎo)航信息采集模塊、航模舵機(jī)驅(qū)動模塊、802.11b無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時數(shù)據(jù)鏈模塊，在便攜式地面站上，編制了無線數(shù)據(jù)接收模塊，實(shí)現(xiàn)了飛行參數(shù)的地面實(shí)時監(jiān)控功能。
　　 本文還利用所研制的信號采集和舵機(jī)驅(qū)動軟件進(jìn)行了涵道風(fēng)扇矢量推進(jìn)系統(tǒng)的氣動特性試驗研究，針對涵道風(fēng)扇矢量推進(jìn)系統(tǒng)試驗?zāi)Ｐ驮谇帮w和懸停狀態(tài)下的氣動力和力矩進(jìn)行了詳細(xì)的測量，獲得了一些涵道風(fēng)扇矢量推進(jìn)系統(tǒng)特有的氣