基于DSP的超小型無(wú)人駕駛旋翼機(jī)增穩(wěn)控制系統(tǒng).pdf

1、超小型無(wú)人旋翼機(jī)在軍用和民用方面都具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)和組織的研究對(duì)象。無(wú)人機(jī)可以完成各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)以及空中航拍等目的，而無(wú)人飛機(jī)的姿態(tài)穩(wěn)定是前提，而無(wú)人機(jī)本身確是一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)，因此有必要設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人機(jī)增穩(wěn)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的飛行穩(wěn)定。 本文以超小型無(wú)人旋翼機(jī)作為增穩(wěn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)。采用DSP做為主芯片控制開發(fā)相關(guān)的核心算法以及各個(gè)模塊的處理，無(wú)線接收機(jī)模塊接收飛行控制指令，同時(shí)由兩軸陀螺儀

2、，水平儀，數(shù)字羅盤，GPS采集無(wú)人機(jī)姿態(tài)信息作為反饋信號(hào)，在系統(tǒng)中對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較得到控制律偏差，根據(jù)實(shí)際情況DSP對(duì)這偏差進(jìn)行智能PID算法運(yùn)算，就可以解算出控制舵機(jī)的信號(hào)量，達(dá)到增穩(wěn)的效果。 為實(shí)現(xiàn)超小型無(wú)人旋翼機(jī)的懸停飛行下的穩(wěn)定性控制。首先，分析了無(wú)人機(jī)空間坐標(biāo)系的描述及轉(zhuǎn)換，推導(dǎo)出了無(wú)人機(jī)橫向以及側(cè)向飛機(jī)的動(dòng)力學(xué)方程以及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并把它轉(zhuǎn)化成狀態(tài)空間表達(dá)式，然后分析了無(wú)人機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性條件，這是超小型無(wú)人旋翼機(jī)的

3、增穩(wěn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；隨后從控制原理的角度分析設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)兩軸增穩(wěn)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。硬件方面，考慮無(wú)人機(jī)小型化，可靠性等的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407微處理制器的無(wú)人機(jī)增穩(wěn)控制系統(tǒng)的整個(gè)硬件框架，選擇了合適的外圍設(shè)備、元器件和傳感器，設(shè)計(jì)了飛控制電路，制作了控制四層PCB電路板。軟件方面，針對(duì)系統(tǒng)要求，探討了控制軟件設(shè)計(jì)的基本思想，對(duì)軟件各部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，闡述了傳感器信號(hào)的檢測(cè)與處理方法，編寫了相應(yīng)的程序代碼，對(duì)核心的智能P