基于ARM的三自由度直升機嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、三自由度直升機能夠用于飛行控制系統(tǒng)的半實物仿真和性能測試，用于模擬橫列式直升機，即傾轉(zhuǎn)旋翼機的直升機狀態(tài)。其系統(tǒng)是典型的多輸入—多輸出控制系統(tǒng)，具有非線性、強交叉耦合性，在控制系統(tǒng)中，它是比較復(fù)雜的被控對象。本文以三自由度直升機為分析對象，進行了控制理論研究和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，研制了三自由度直升機的嵌入式控制系統(tǒng)，主要研究包括以下幾個方面：
　　1、三自由度直升機的模型建立以及控制方法的研究
　　依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)資料建立了三自由度

2、直升機的基本數(shù)學(xué)模型。然后在以俯仰通道為例，在線性化模型的基礎(chǔ)上建立起了更加符合實際的帶有非線性結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，給出了采用數(shù)字PID方法進行控制時遺傳算法對參數(shù)的優(yōu)化和控制效果仿真，給出了采用非線性PID方法的控制效果仿真，對兩種控制方法的仿真過程中遇到的各種問題進行了討論，對比兩種仿真結(jié)果證明非線性控制的調(diào)節(jié)時間與超調(diào)量要優(yōu)于線性控制。
　　2、三自由度直升機嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
　　本文制定了三自由度直升機嵌入式控制的

3、總體方案，分析了三自由度直升機平臺接口信號的物理特征。在此基礎(chǔ)上，采用“EasyARM1138+μC/OS-Ⅱ”以及“Mico2440+μC/OS-Ⅱ”兩種嵌入式軟硬件平臺方案，均實現(xiàn)了三自由度直升機的線性與非線性兩種方法的控制。兩種方案都由外接的飛行搖桿給出指令信號，實現(xiàn)了對三自由度直升機俯仰角和橫側(cè)角的精確控制，并模擬真實飛機的“輔助操縱”、“全自動駕駛”、“改平”三種工作模式。針對第一種方案開發(fā)板沒有圖形顯示的缺陷，第二種方案實現(xiàn)