小型低空飞艇测控系统中的飞行控制计算机设计

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飞艇是一种利用轻于空气的气体提供升力的航空器。相对于飞机,其最大的优势是驻空时间长,同时具有造价低、可靠性高等优点,近年来,飞艇已逐渐在军事和民用领域得到广泛运用。然而,普通的载人飞艇有时无法完成一些特殊任务(例如长期灾害监控),所以无人飞艇的研究成为当前的一大热点。飞行控制系统是无人飞艇研究的一大中心任务,而飞控计算机又是飞行控制系统的核心,它直接决定着无人飞艇的飞行操纵性能,因此迫切需要开展广泛深入的飞控计算机的研究工作。本课题重点研究了一种基于分布式思想的飞控计算机,分别构建了以TMS320VC33与CPLD为核心的主控计算机和以MSP430单片机为核心的舵机控制器。主要的研究内容包括以下几个方面:1)对小型低空飞艇的飞行控制系统进行了研究,针对小型低空飞艇的结构和特点,提出了飞行控制系统的设计方法,并以此作为飞控计算机的研究基础。2)对小型低空飞艇的飞控计算机进行了研究,在总结前人研究经验的基础上,进行了飞控计算机的硬件设计,着重论述了器件的选型和电路的详细设计方案,在此基础上辅以模数转换、姿态解算、舵机驱动算法等系统软件,构建了一个结构紧凑、功耗低、可扩展性强的小型低空飞艇飞控计算机系统。3)对小型低空飞艇飞控计算机的系统调试进行了研究,对A/D数据采集、串口通信和舵机控制器的测试数据分析表明:所设计的系统方案合理有效,能很好地满足小型低空飞艇飞行的控制要求。
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