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《微型傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)論文》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringTheDesignofFlightControlSystemSoftwareforaminiTilt-rotorAircraftAThesisinControlScienceandControlEngineeringbyLiuLinxiuAdvisedbyProf.CaoYunfengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsforthe
2、DegreeofMasterofEngineeringDecember,2011承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果,也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名:日期:南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)融合了直升機(jī)與定翼機(jī)的優(yōu)點(diǎn),
3、它可以像直升機(jī)一樣垂直起降和懸停,也可以像定翼機(jī)一樣以較高速度進(jìn)行遠(yuǎn)程飛行。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下,通過(guò)不同的設(shè)計(jì)和配置,傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)可以完成各種不同的任務(wù),在未來(lái)高科技戰(zhàn)爭(zhēng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中將發(fā)揮巨大的作用。本文的研究對(duì)象是微型傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī),設(shè)計(jì)了飛行控制系統(tǒng)的軟件部分。本文首先對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的發(fā)展歷程、優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景進(jìn)行了概要性的介紹,對(duì)本文的研究對(duì)象——微型傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明,分析了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了國(guó)內(nèi)外幾種典型的微型飛行控制系統(tǒng)。然后介紹了微型傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。給出了飛行控制系統(tǒng)的硬件框架,主要包括微處理器、傳感器
4、、數(shù)據(jù)鏈路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。分析了C語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì),選擇C語(yǔ)言作為飛行控制系統(tǒng)軟件的編程語(yǔ)言,采用具有開放源碼、性能穩(wěn)定高效、多任務(wù)、可移植性好等優(yōu)點(diǎn)的Linux操作系統(tǒng)作為飛控系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)。對(duì)飛行控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行劃分,將其分為過(guò)渡過(guò)程控制功能、飛行控制功能、遙控功能、遙測(cè)功能、導(dǎo)航功能和失控檢測(cè)功能。接著,根據(jù)嵌入式Linux的開發(fā)方法,搭建了ARM-Linux交叉編譯環(huán)境。對(duì)飛行控制系統(tǒng)軟件的過(guò)渡過(guò)程控制、飛行控制、遙控、遙測(cè)、自主導(dǎo)航和失控檢測(cè)六個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),給出了設(shè)計(jì)的程序流程圖。由系統(tǒng)的功能需求劃分任務(wù),從節(jié)省資源和實(shí)時(shí)快速響應(yīng)角度考慮,采用多線程的方
5、法來(lái)實(shí)現(xiàn)各任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。由任務(wù)間的時(shí)序和耦合關(guān)系創(chuàng)建5個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的線程,對(duì)每個(gè)線程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),給出各線程的執(zhí)行流程。采用多線程的軟件實(shí)現(xiàn)策略,實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。最后采用靜態(tài)測(cè)試、單元測(cè)試和集成測(cè)試的方法對(duì)軟件的功能進(jìn)行測(cè)試。所設(shè)計(jì)的飛控系統(tǒng)軟件基本滿足系統(tǒng)的功能要求,并且具有合理調(diào)度多任務(wù)的能力。關(guān)鍵詞:傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī),飛行控制系統(tǒng),嵌入式Linux,模塊化,多線程i微型傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)ABSTRACTThetilt-rotoraircraftisakindofnewaerocraftthatcombinestheadvantag
6、esoffixedwingair-craftandhelicopter,whichcancruisewithhighlyspeedasafixedwingaircraftandcanalsotakeoffandlandverticallyandhoveronairasahelicopter.Indifferentapplicationsituation,thetilt-rotorair-craftcanfinishkindsofdifferenttaskswithcorrespondingdesignandconfigurationwhichwillplayahuge
7、roleinthefuturehigh-techwarandnationaleconomicconstruction.Thispaperfocusesonthedesignoftheflightcontrolsystemsoftwareforaminitilt-rotoraircraft.Firstly,thispaperbrieflyintroducesthedevelopmenthistory,advantagesandpotentialofthetilt-rotoraircraft,studiestheflightcontroltechnolo