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无人机飞控系统与实时航迹规划研究

更新时间：2020-04-01 13:11:19 大小：2M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：无人机飞控系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

目前，研发、生产和装备无人机成为了世界各国共同发展趋势。飞控系统作为无人机的重要组成部分，主要完成飞行控制和飞行管理，其性能的好坏直接影响无人机飞行品质和安全。

飞控系统主要分为3个部分，飞控计算机、传感器、执行机构。本文在分析飞控系统结构、工作原理的基础上构建飞控系统硬件平台。硬件平台核心处理器采用的TI公司的TMS320F2812，并与FLASH、SRAM存储器和电源电路一起组成飞控计算机子系统，此外为了方便调试，增加液晶显示部分；传感器子系统包括捷联惯导模块、GPS和高度计。本文分析了各传感器的电路并完成驱动程序的设计及其调试；执行机构为舵机，执行机构方面主要分析了舵机的原理并完成舵机的驱动。为了实现无人机与地面的通讯，飞控系统增加了无线收发模块。收发模块由单片机STC12LE5A60S2控制，无线收发芯片采用的是Silicon Labs公司的Si4432。该模块除了实现通讯功能，同时还可以独立产生PWM波控制舵机。当DSP出现故障或者放弃控制时，可通过无线收发模块遥控无人机。

捷联惯导模块采用ADI公司的单轴角速率陀螺 ADIS16080和三轴加速计ADXL345组合而成。由于捷联惯导传感器测得的数据为加速度值和角加速度值，而无人机需要得到的为无人机姿态、速度和位置数据。因此需要对其进行解算。本文分析和研究了四元素解算算法。

航迹规划通常作为任务规划的子系统，是无人机系统的一部分。由于缺乏有人驾驶，无人机在面对瞬息变化的战场往往不能做出及时决策，而实时航迹规划可以在一定程度上弥补这一缺陷。本文就无人机航迹规划进行了研究，主要完成航迹规划的建模和规划算法的实现。规划算法主要包括遗传算法、概率地图方法、分层策略方法，文中分析了各算法原理和对应的程序设计，并在MATLAB中仿真实现。最后系统采用分层策略的方法实现了在线航迹规划中的航迹再规划。