新闻中心

EEPW首页>嵌入式系统>设计应用> 基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计

基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计

作者: 时间:2012-12-12 来源:网络 收藏

载体坐标系中的矢量基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计在参考坐标系基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计的表示可通过式(1)计算出:
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计(4)
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计是由其在载体坐标系的对应各轴的角速率分量基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计构成,由姿态传感器ADIS16365测得。本文采用四阶龙格库塔法解(3)式。基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计的求解,构建了姿态矩阵基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计,再根据(8),(9),(10)求解俯仰角基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计、横滚角基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计、偏航角基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计,即获得机体的姿态。
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计
基于姿态数据及各轴角速率,PID控制器的输出由(11)式计算[6][7]:
基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计
K为采样序号、基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计为第k次控制输出值、基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计为第k次采样输入偏差、基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计为前次采样输入偏差、基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计积分系数、基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计微分系数,基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计为比例系数。
4 系统测试
基于上述设计方案研制的主板如图7所示,安装于测试飞机如图9所示。

基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计

本文在某校园区进行多次飞行测试,飞行的航线如图9所示,航线由16个航点构成,航点高度都为300米,航线总长度为8.57公里。无飞机的实际飞行航迹如图9中蓝色线条所示,本次测试从进入航线开始到航线结束共自主飞行了18分钟,姿态稳定,最大偏航距≤15米。

基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计

基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计

试飞测试的任务载荷为航拍相机,每4秒输出一拍照脉冲,航拍图片如12所示。

基于ARM11+CPLD的小型无人机飞行控制器设计


5 结束语
本文阐述基于+的构建,的高速处理能力,使得系统的实时性高,系统飞行更加稳定,且接口丰富,利于功能扩展;在飞控系统中一方面起到扩充MCU IO口的作用,另一方面提高了系统的实时性。在此飞控主板上,本文实现了导航、姿态、任务等功能模块,飞行测试结果理想。

参考文献:
[1] 徐田来,崔平远,崔祜涛.基于置信度加权的组合导航数据融合算法[J].航空学报,2007,28(6):1389-1394.
[2] Ick-Ho Whang,Won-Sang Ra.Simple Altitude Estimator using Air-Data and GPS Measurements[C].Proceedings of the 17th World Congress of the International Federation of Automatic ControlSeoul,Korea,ION,2008:4060-4065.
[3] 陈龙胜,姜长生.基于干扰观测器的无人机着陆飞行逆控制器设计[J].电光与控制,2009,16(9):52-56.
[4] SAMSUNG Company.S3C6410 HW Design Guide V1.0 [EB/OL].[2011-08-10]. http://www.samsung.com
[5] Analog Devices.ADIS16365 MANUAL [EB/OL]. [2011-08-10].http://www.analog.com
[6] Bryson.A.E.Jr.,Control of Spacecraft and Aircraft[M].Princeton,NJ:Princeton University Press,1994.
[7]ROBERT C.NELSON 顾均晓(译).飞行稳定性和自动控制[M].北京:国防工业出版社,2007.
[8] 韩守谦,裴海龙,王清阳.基于Xenomai的实时嵌入式Linux操作系统的构建[J].计算机工程与设计,2011,(1):96-98
[9] 俞永昌.设备驱动开发技术及应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.

pid控制器相关文章:pid控制器原理



上一页 1 2 3 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭