无人涵道旋翼飞行器机载飞控与地面监控软件设计与应用

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhu_2009
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随着科技的发展与各种实际工作的需求,小型无人机在军事和民事领域都得到了更加广泛的运用。涵道共轴双旋翼无人机和传统构型旋翼无人机比较,其结构更加紧凑,悬停性能更加突出,涵道的应用既提高了旋翼气动效率,又降低了噪声,因此引起了很多专家学者的注意。本文的研究对象为涵道共轴双旋翼无人机,并以此为平台开发一整套无人机系统。  首先,本文设计了涵道共轴双旋翼无人机验证平台,包括动力系统、航电系统、飞控计算机等关键组成部分。  其次,完成了无人机飞控系统软件设计工作。在完成了底层驱动设计的基础上,实现了以两组舵机分别控制上下旋翼系统的自动倾斜器的操纵方式,根据不同传感器的接口信息以及不同的通信协议设计了与之匹配的处理模块,选用了PID控制器进行了飞行控制律设计,搭建了姿态回路和位置回路,同时设计了调度管理模块。  再次,编制了基于C#平台的专用地面站软件,通过模块化设计实现了预定的数据接收、交互显示、航线规划、数据存取和控制调参功能。  之后,在已有飞行控制系统和地面控制系统的基础上,设计了地空飞控软件导航任务交互流程。地面站负责航点采集和航线规划,并将信息下传给飞行控制系统,飞行控制系统会根据地面站指令完成相应导航任务。  最后,本文通过试验验证了整套无人机系统的可行性,结果显示本文设计的飞行控制软件可以实现对飞行器各通道的有效控制,地面站运行稳定可靠,整个无人机系统可以完成设定的目标任务,实验结果满足设计要求。
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