论文摘要
无人直升机具有独特的飞行能力,在军事和民用方面的需求日益增多,进行无人直升机飞行控制技术研究具有广泛的应用前景和极其重要的现实意义。无人直升机飞行控制系统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。本文基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,构造以μC/OS-Ⅱ为核心的无人直升机飞行控制软件设计的新型开发体系。分别设计嵌入式和桌面式两种飞行控制软件,为飞行控制开发不同的阶段服务。同时,这两套软件相互联系,相互补充,它们之间的区别仅仅在于底层驱动部分,其控制律部分的代码可以100%进行移植。首先在现有成果的基础上,对μC/OS-Ⅱ的嵌入式机载软件进行了移植,主要包括了开发环境的移植、CPU的移植、全局变量的安全读写、Fixed-Point算法等内容。其次在充分把握μC/OS-Ⅱ的中断管理机制的基础下,设计了中断方式的μC/OS-Ⅱ的串行通信模块（OSCom模块）,不仅实现了串行口独立中断,而且实现了串行口共享中断。最后根据“等效飞控”的思想,在完成μC/OS-Ⅱ在Windows环境仿真运行移植的基础下,设计了“等效飞控”相关软件。根据两种典型配置分别实现了“等效飞控”技术。本文对上述的所有工作全部进行了实际物理环境下的试验验证,结果表明上述设计在工程中是切实可行的。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 无人直升机飞行控制系统1.2.1 飞行控制计算机1.2.2 实时仿真设备1.2.3 无人直升机模型计算机1.3 无人直升机飞行控制软件1.3.1 飞行控制软件的两种设计模式1.3.2 几种常用的RTOS 及其性能比较1.4 嵌入式实时内核μC/OS-Ⅱ1.4.1 μC/OS-Ⅱ的主要特点1.4.2 μC/OS-Ⅱ的系统服务1.5 本文的研究背景1.6 本文的主要内容第二章 基于μC/OS-Ⅱ的飞行控制软件总体设计2.1 引言2.2 以μC/OS-Ⅱ为核心的飞行控制软件总体架构2.3 嵌入式机载软件移植的架构设计2.3.1 机载软件的设计需求2.3.2 CPU 的移植设计2.3.3 扩展I/O 的移植设计2.4 等效飞控软件的架构设计2.4.1 等效飞控基本配置2.4.2 等效飞控的两种具体实现2.5 本章小结第三章 基于μC/OS-Ⅱ的机载软件移植设计3.1 引言3.2 现有技术介绍3.3 移植设计中的关键技术3.3.1 开发环境的移植3.3.2 386 EX CPU 的移植3.3.3 全局变量的安全读写3.3.4 浮点运算与Fixed-Point 算法3.3.5 串行通信模块的移植3.4 试验验证及结果3.4.1 半物理仿真试验结果3.4.2 μC/OS-II 与RTKernel-C16 比较3.5 本章小结第四章 基于μC/OS-Ⅱ的串行通信模块设计4.1 引言4.2 μC/OS-Ⅱ的中断4.2.1 μC/OS-Ⅱ的中断过程4.2.2 μC/OS-Ⅱ中断的通用结构4.2.3 改进后的μC/OS-Ⅱ中断通用结构4.3 μC/OS-Ⅱ串行独立中断4.3.1 串行中断独立中断4.3.2 使用信号量（Semaphores）实现串行中断4.3.3 使用消息队列（Queue） 实现串行中断4.4 μC/OS-Ⅱ串行共享中断4.4.1 串行共享中断4.4.2 串行共享中断设计4.5 试验验证及结果4.6 本章小结第五章 基于μC/OS-Ⅱ的等效飞控技术5.1 引言5.2 μC/OS-II 在Windows 下的移植5.2.1 μC/OS-Ⅱ的移植内容5.2.2 μC/OS-Ⅱ-Sim 移植的基本结构5.2.3 μC/OS-Ⅱ-Sim 移植的具体步骤5.3 等效飞控软件设计5.4 等效飞行控制台软件设计5.4.1 数字显示的设计技术5.4.2 历史曲线显示的设计技术5.4.3 航迹显示的设计技术5.5 分离式等效飞控配置的实现5.5.1 通信协议与帧结构的设计5.5.2 串行通信方式5.5.3 网络通信方式5.6 集成式等效飞控配置的实现5.6.1 Windows 下的进程通信5.6.2 内存映射文件方式5.7 试验验证及结果5.8 本章小结第六章 全文总结与展望6.1 本文的主要工作6.2 本文的后续工作展望参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文附录
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标签：无人直升机论文; 飞行控制软件论文; 串行通信论文; 等效飞控论文; 算法论文; 共享中断论文;
基于μC/OS-Ⅱ的无人直升机飞行控制系统软件设计
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