基于DSP的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).pdf

1、小型無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)作為無人機(jī)不可或缺的功能結(jié)構(gòu)，對(duì)此，設(shè)計(jì)了一套以TMS320F28335為核心處理器的多個(gè)功能模塊的構(gòu)成的小型無人機(jī)飛行控制硬件系統(tǒng)，同時(shí)完成了相關(guān)的程序設(shè)計(jì)，最后利用姿態(tài)檢測(cè)、控制算法，并加載擴(kuò)展卡爾曼數(shù)字濾波(EKF)及數(shù)據(jù)融合算法，為實(shí)現(xiàn)飛行控制系統(tǒng)小型化而又高性能提供有利的硬件保障。
　　首先，通過中心控制單元實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)擴(kuò)展電路、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)復(fù)位，提高了電路穩(wěn)定性，增加了存儲(chǔ)器容量，數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)能力

2、。此外，采用電源轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)了不同電壓大小電源設(shè)計(jì)，匹配了電路供電需要；鑒于電路集成多個(gè)輸入傳感器的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)了基于多通道開關(guān)量信號(hào)I/O電路；為了提高可擴(kuò)展性，又設(shè)計(jì)了多通道信號(hào)片上和外擴(kuò)A/D采集輸入及其相應(yīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出；驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了模擬量、PWM驅(qū)動(dòng)兩部分控制；采用多通道串口電路實(shí)現(xiàn)了片上串行通信、基于TL16C754A芯片的數(shù)據(jù)通信擴(kuò)展；CPLD通過VHDL實(shí)現(xiàn)了邏輯控制和中斷控制。通過數(shù)字模擬串行接口，增強(qiáng)了系統(tǒng)集成度。

3、
　　其次，采用四元數(shù)捷聯(lián)姿態(tài)解算，結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼數(shù)字濾波(EKF)及數(shù)據(jù)融合算法，完成姿態(tài)檢測(cè)控制，實(shí)現(xiàn)了高精度姿態(tài)信號(hào)的輸出。通過測(cè)試軟件及驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件系統(tǒng)接口通信和系統(tǒng)模塊控制程序測(cè)試。針對(duì)系統(tǒng)的硬件調(diào)試設(shè)計(jì)了程序測(cè)試，PWM控制信號(hào)輸出測(cè)試、電源性能的測(cè)試，對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行PC機(jī)和地面控制站的調(diào)試和物理仿真。
　　最后，測(cè)試結(jié)果表明了設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性，達(dá)到了飛控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與安全性能標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)系