基于DSP的無人機飛行控制系統(tǒng)硬件設計.pdf

1、小型無人機飛行控制系統(tǒng)作為無人機不可或缺的功能結構，對此，設計了一套以TMS320F28335為核心處理器的多個功能模塊的構成的小型無人機飛行控制硬件系統(tǒng)，同時完成了相關的程序設計，最后利用姿態(tài)檢測、控制算法，并加載擴展卡爾曼數(shù)字濾波(EKF)及數(shù)據(jù)融合算法，為實現(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現(xiàn)了存儲擴展電路、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)復位，提高了電路穩(wěn)定性，增加了存儲器容量，數(shù)據(jù)程序存儲能力

2、。此外，采用電源轉換模塊，實現(xiàn)了不同電壓大小電源設計，匹配了電路供電需要；鑒于電路集成多個輸入傳感器的優(yōu)勢，開發(fā)了基于多通道開關量信號I/O電路；為了提高可擴展性，又設計了多通道信號片上和外擴A/D采集輸入及其相應D/A轉換輸出；驅動控制實現(xiàn)了模擬量、PWM驅動兩部分控制；采用多通道串口電路實現(xiàn)了片上串行通信、基于TL16C754A芯片的數(shù)據(jù)通信擴展；CPLD通過VHDL實現(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，結合擴展卡爾曼數(shù)字濾波(EKF)及數(shù)據(jù)融合算法，完成姿態(tài)檢測控制，實現(xiàn)了高精度姿態(tài)信號的輸出。通過測試軟件及驅動程序的開發(fā)設計，實現(xiàn)了對硬件系統(tǒng)接口通信和系統(tǒng)模塊控制程序測試。針對系統(tǒng)的硬件調試設計了程序測試，PWM控制信號輸出測試、電源性能的測試，對飛控系統(tǒng)進行PC機和地面控制站的調試和物理仿真。
　　最后，測試結果表明了設計方案的正確性與合理性，達到了飛控系統(tǒng)的結構與安全性能標準。對系