基于TMS320F2812的小型無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、A t h e s i ss u b m i t t e d t oZ h e n g z h o u U n i v e r s i t yF o r t h ed e g r e eo f M a s t e rC o n t r o lS y s t e m D e s i g no f S m a l IU A V B a s e d o nT M S 3 2 0 F 2 8 1 2B y Q i n g y u a n G o

2、 uS u p e r v i s o r ：P r o EZ h o n g y o n g W a n gC o m p u t e r T e c h n o l o g yS c h o o l o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n gM a y 2 0 1 3摘要摘要無(wú)人機(jī)目前以使用靈活的特點(diǎn)在民用和軍用領(lǐng)域中發(fā)揮著非著重要的作用。無(wú)人機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制飛行的功能所必需要有飛

3、控計(jì)算機(jī)、傳感器和舵機(jī)三個(gè)基本機(jī)構(gòu)。微型自駕儀是小型無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)的核心控制機(jī)構(gòu)，其性能的高低直接影響著無(wú)人機(jī)性能的好壞。隨著無(wú)人機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的處理速度和微型化方面的要求越來(lái)越高，具備高速時(shí)鐘和豐富的外圍接口的D S P 處理器為控制核芯的微型自駕儀目前成為飛控系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。本文面向小型無(wú)人機(jī)，用A l t i u mD e s i g n e r 軟件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于T M S 3 2 0 f 2 8 1 2 的微型自駕儀，它是小

4、型無(wú)人機(jī)的飛控分系統(tǒng)。系統(tǒng)包含三軸陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤等所需的外設(shè)模塊以及外擴(kuò)存儲(chǔ)器、A ／D 轉(zhuǎn)換、串口通信、驅(qū)動(dòng)控制模塊等硬件資源擴(kuò)展，并集成了G P S 設(shè)備接口和2 ．4 G 無(wú)線傳輸模塊以及舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。傳感器可以檢測(cè)機(jī)體的狀態(tài)信息并把這些信息轉(zhuǎn)換成C P U 可以識(shí)別的電信號(hào)，控制系統(tǒng)計(jì)算接收的電信號(hào)并依此向舵機(jī)發(fā)出P W M 控制信號(hào)從而修正機(jī)體的姿態(tài)。上位機(jī)可以通過(guò)串口通信對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。手動(dòng)或

5、制導(dǎo)指令可通過(guò)無(wú)線電或上位機(jī)輸入飛控。在硬件系統(tǒng)的電路板設(shè)計(jì)中，充分考慮了系統(tǒng)的抗電磁干擾( E M C ) 性能。在硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)完成以后，針對(duì)系統(tǒng)的硬件調(diào)試編寫(xiě)了一些測(cè)試程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的必要的調(diào)試。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件平臺(tái)的長(zhǎng)時(shí)間的多次測(cè)試后表明，設(shè)計(jì)的方案是合理可行的，系統(tǒng)具有可靠性高、體積小、功耗低、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。關(guān)鍵字：無(wú)人機(jī)，微型自駕儀，T M S 3 2 0 F 2 8 1 2 ，A l t i u m D e s i g n