無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告-閱讀頁(yè)
2024-08-23 01:02本頁(yè)面
【正文】 作在菜單中也有對(duì)應(yīng)項(xiàng)。 飛機(jī)如果進(jìn)入自主飛行狀態(tài)，地面站有設(shè)定好的遍歷方法用于決定飛機(jī)將飛向何處以及如何遍歷整個(gè)場(chǎng)地。所以整個(gè)狀態(tài)機(jī)通過判斷飛機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)和是否滿足條件來決定是否進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。超聲波高度測(cè)量 雖然GPS系統(tǒng)或者慣導(dǎo)系統(tǒng)都可以提供高度信息，但是對(duì)于實(shí)現(xiàn)直升機(jī)起飛降落這樣的任務(wù)來說，這些高度信息的精度是無法滿足要求的，需要有超聲測(cè)距、紅外測(cè)距或者激光測(cè)距等高精度的距離測(cè)量方法。另外超聲波具有指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。高度測(cè)量模塊的主要工作過程如下：超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。 高度測(cè)量的原理雖然簡(jiǎn)單，但是要達(dá)到理想的效果還是有一定難度，如要達(dá)到一定的測(cè)量距離、在不同反射面情況下基本工作正常、可以判斷由于干擾造成的錯(cuò)誤測(cè)量情況等等。為了使測(cè)距模塊有良好的靠干擾性，我們將發(fā)射和接收分別放在兩塊板子上，以防止互相之間的干擾，并采用屏蔽線將兩塊板子之間的通訊連接線屏蔽起來，保證不受外界干擾。用外接元件獨(dú)立設(shè)定中心頻率帶寬和輸出延遲。此次我們也采用了MSP430作為超聲波測(cè)距的單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集、發(fā)生以及計(jì)算和通訊等功能，單片機(jī)是整個(gè)模塊的核心部分。并對(duì)得到的距離進(jìn)行分析處理，保證將可靠的數(shù)據(jù)傳輸給上端。飛行控制器飛行控制器直升機(jī)的中央控制單元，負(fù)責(zé)飛機(jī)上各個(gè)單元的協(xié)調(diào)工作，并與地面站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。飛控計(jì)算機(jī)硬件原方案采用TI2812 DSP，該方案的優(yōu)點(diǎn)在于功耗低、DSP本身接口較多（包括串口、CAN），但開發(fā)過程中碰到技術(shù)積累不充分、無操作系統(tǒng)支持造成開發(fā)速度較慢等等的問題，所以最終選用了80486的PC104標(biāo)準(zhǔn)板。具體將飛機(jī)飛行狀態(tài)劃分為起飛、降落、懸停、向左、向右等狀態(tài)，在不同狀態(tài)下設(shè)定不同的控制目標(biāo)值。以偏航方向的控制為例:導(dǎo)航計(jì)算機(jī)限位偏航P控制Rudder偏航角速度總距輸入舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊舵機(jī)是無人直升機(jī)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過操縱舵機(jī)來改變主旋翼的槳葉角度和槳盤角度以及尾槳的槳葉角度，就可以控制作用于飛機(jī)上的力和力矩，從而改變機(jī)體飛行狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)可靠的控制，防止在一定條件下飛機(jī)失控，在舵機(jī)模塊增加了控制切換功能，即可以通過飛控計(jì)算機(jī)控制或者通過遙控手直接控制。對(duì)舵機(jī)的控制為開環(huán)控制，這是由于舵機(jī)的性能相當(dāng)可靠，而且有應(yīng)急的切換電路。對(duì)于仿真程序的要求大致有以下幾點(diǎn)：數(shù)學(xué)模型較為逼真，可以提供交換狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的接口，如果軟件不是自己開發(fā)的話最好能夠是開發(fā)源碼的，以便于二次開發(fā)。 為了達(dá)到飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型與實(shí)際直升機(jī)接近，需要由遙控手進(jìn)行操作測(cè)試，比較兩者之間操作性的差異，然后進(jìn)一步修改模型。9 / 9
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