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来源:http://www.wxnetcom.com 编辑:利来国际平台 时间:2018/08/03

  小型无人机飞控体系的组成和规划

  

干货!小型无人机飞控体系怎么组成和规划?
在阅历了前期的遥控飞翔后,现在其导航操控方法现已发展为自主飞翔和智能飞翔。导航方法的改动对飞翔操控核算机的精度提出了更高的要求;跟着小型无人机执行使命杂乱程度的添加,利来国际老牌,对飞控核算机运算速度的要求也更高;而小型化的要求对飞控核算机的功耗和体积也提出了很高的要求。高精度不只要求核算机的操控精度高,并且要求可以运转杂乱的操控算法,小型化则要求无人机的体积小,机动性好,进而要求操控核算机的体积越小越好。

 

  

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在很多处理器芯片中,最合适小型飞控核算机CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407,其运算速度以及很多的外围接口电路很合适用来完结对小型无人机的实时操控功用。

 

  它选用哈佛结构、多级流水线操作,对数据和指令一起进行读取,片内自带资源包含16路10位A/D变换器且带主动排序功用,确保最多16路有变换在同一变换期间进行,而不会添加CPU的开支;40路可独自编程或复用的通用输入/输出通道;5个外部中止;集成的串行通讯接口(SCI),可使其具有与体系内其他操控器进行异步(RS485)通讯的才能;16位同步串行外围接口(SPI)能方便地用来与其他的外围设备通讯;还供给看门狗定时器模块(WDT)和CAN通讯模块。

  飞控体系组成模块

  飞控体系实时收集各传感器丈量的飞翔状况数据、接纳无线电测控终端传输的由地上测控站上行信道送来的操控指令及数据,经核算处理,输出操控指令给执行机构,完结对无人机中各种飞翔模态的操控和对使命设备的办理与操控;一起将无人机的状况数据及发动机、机载电源体系、使命设备的作业状况参数实时传送给机载无线电数据终端,经无线电下行信道发送回地上测控站。

  

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依照功用区分,该飞控体系的硬件包含:主操控模块、信号调度及接口模块、数据收集模块以及舵机驱动模块等。

 

  模块功用

  各个功用模块组合在一起,构成飞翔操控体系的中心,而主操控模块是飞控体系中心,它与信号调度模块、接口模块和舵机驱动模块相组合,在只需要修正软件和简略改动外围电路的基础上可以满意一系列小型无人机的飞翔操控和飞翔办理功用要求,然后完结一次开发,多类型运用,下降体系开发本钱的意图。体系首要完结如下功用:

  

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(1)完结多路模拟信号的高精度收集,包含陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、发动机转速、缸温信号、动静压传感器信号、电源电压信号等。

 

  因为CPU自带A/D的精度和通道数有限,所以运用了别的的数据收集电路,其片选和操控信号是经过EPLD中译码电路发生的。广东省内首个高职学院无人机专业拟

  

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(2)输出开关量信号、模拟信号和PWM脉冲信号等能习惯不同执行机构(如方向舵机、副翼舵机、升降舵机、气道和风门舵机等)的操控要求。

 

  (3)运用多个通讯信道,别离完结与机载数据终端、GPS信号、数字量传感器以及相关使命设备的通讯。因为CPU本身的SCI通道装备的串口不能满意体系要求,规划中运用多串口扩展芯片28C94来扩展8个串口。

  体系软件规划

  该体系的软件规区分为2部分,即逻辑电路芯片EPLD译码电路的程序规划和飞控体系的使用程序规划。

  逻辑电路程序规划

  EPLD用来构成数字逻辑操控电路,完结译码和阻隔以及为A/D,D/A,28C94供给片选信号和读/写操控信号的功用。

  该软件的规划选用原理图输入和VERILOGHDL言语编程的混合规划方法,遵从规划输入→规划完结→规划校验→器材编程的流程。体系运用了两片ispLSI1048芯片,别离用来完结对A/D,D/A的操控和对串口扩展芯片28C94的操控,参数来源于翼趣无人机网。

  体系使用程序规划

  因为C言语不光可以编写使用程序、体系程序,还能像汇编言语相同直接对核算机硬件进行操控,编写的程序可移植性强。因为以DSP为中心规划的体系中涉及到很多对外设端口的操作,以及考虑后续程序移植的作业,所以飞控体系的使用程序选用BC3.1来规划,别离完结飞翔操控和飞翔办理功用。

  

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软件依照功用区分为4个模块:时间办理模块、数据收集与处理模块、通讯模块、操控律解算模块。

 

  经过时间办理模块在毫秒级时间内对无人机进行实时操控;数据收集模块收集无人机的飞翔状况、姿势参数以及飞翔参数、飞翔状况及飞翔参数进行遥测编码并经过串行接口传送至机载数据终端,经过无线数据信道发送到地上操控站进行飞翔监控;姿势参数经过软件内部接口送操控律解算模块进行解算,并将成果经过D/A通道送机载伺服体系,操控舵机运转,到达调整、飞机飞翔姿势的意图;通讯模块完结飞控核算机与其他机载外设之间的数据交换功用。

  

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运用高速DSP操控芯片在操控律核算和数据处理方面的优势及其丰厚的外部资源,合作大规模可编程逻辑器材CPLD以及串行接口扩展芯片28C94规划小型机载飞控核算机,以其为中心规划的小型无人机飞控体系具有功用全,体积小,重量轻,功耗低的特色,很好地满意了小型无人机对飞控核算机高精度、小型化、低本钱的要求。该规划已成功使用于某验证无人机体系。

 

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