基于MPC555和μC/OS-Ⅱ的无人机飞行控制软件开发技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjhzjhzjh111
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飞行控制软件是无人机飞行控制系统重要的组成部分,在飞行控制系统设计中越来越重要,其性能直接关系到飞行的成败。根据现有飞行控制软件的设计特点,利用嵌入式实时内核μC/OS-Ⅱ的可移植架构,提出了一种新的飞行控制软件设计方法:基于“等效飞控”的飞行控制软件设计方法。构建了以μC/OS-Ⅱ为核心的飞行控制软件开发架构,在等效飞行控制软件和目标机飞行控制软件中分别设计上层模块和底层模块,为软件开发不同阶段服务。等效飞行控制软件中设计的控制模块实现100%移植到目标机飞行控制软件中,简化了飞行控制软件的开发。   首先,针对MPC555目标机开发了软件运行的系统环境以及底层驱动。软件运行环境内容包括嵌入式实时内核μC/OS-Ⅱ在MPC555上的移植,μC/OS-Ⅱ在MPC555上的通用中断结构,MPC555自带串口中断模块。底层驱动主要延用了原有的成果,本部分主要是MPC555模块对各I/O模块的访问设计。   其次,针对调试环境缺乏的μC/OS-Ⅱ内核,设计了一种通用的调试环境-PC模块,方便了在μC/OS-Ⅱ下的软件调试,并且该模块很容易在不同目标机的移植。在PC模块的基础上,借鉴μC-Probe的思想,为实时监控飞行控制软件中的相关重要数据信息,设计了基于PC模块的文本Probe。   最后,根据“等效飞控”的思想,开发了在Windows32环境下运行的等效飞控仿真系统,用于验证设计的控制模块的正确性。包括利用μC/OS-Ⅱ在Windows32下的移植,设计了等效飞行控制软件,用于控制律的实时解算,以及使用Tilcon Real-Time Developer(TRTD)实时程序开发包,设计了集成仿真控制台,用于无人机模型的实时运行和数据的界面显示。   本文对上述所做工作均进行了实际物理环境仿真验证,同时设计的目标机飞行控制软件已在实际工程应用,结果表明基于“等效飞控”的飞行控制软件设计方法是切实可行的。
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