基于DSP的無人機飛行控制系統(tǒng)硬件設(shè)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(jié)構(gòu)，對此，設(shè)計了一套以TMS320F28335為核心處理器的多個功能模塊的構(gòu)成的小型無人機飛行控制硬件系統(tǒng)，同時完成了相關(guān)的程序設(shè)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(fù)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(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)了不同電壓大小電源設(shè)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(guān)量信號I/O電路；為了提高可擴展性，又設(shè)計了多通道信號片上和外擴A/D采集輸入及其相應(yīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出；驅(qū)動控制實現(xiàn)了模擬量、PWM驅(qū)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(jié)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(qū)動程序的開發(fā)設(shè)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(diào)試設(shè)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(diào)試和物理仿真。
　　最后，測試結(jié)果表明了設(shè)計方案的正確性與合理性，達到了飛控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與安全性能標準。對系