小型無人機飛行控制與管理軟件設(shè)計.pdf

1、隨著無人機用途日漸廣泛、功能日趨復雜，飛行環(huán)境充滿了不確定性和多變性，作為其核心的飛行控制與管理軟件對可靠性和實時性提出更為嚴格的要求。傳統(tǒng)的飛行控制與管理軟件設(shè)計方案已無法滿足無人機系統(tǒng)日益增長的性能需求，迫切需要引入實時多任務(wù)操作系統(tǒng)對飛行控制與管理軟件進行設(shè)計與管理。本文以VxWorks操作系統(tǒng)為核心，設(shè)計開發(fā)了一套適用于小型無人機的飛行控制與管理軟件，在完成飛行控制和飛行管理功能的基礎(chǔ)上，著眼于軟件的實時性和可靠性設(shè)計，提高飛行

2、控制與管理軟件的實時性和健壯性。
　　首先，根據(jù)飛行控制與管理軟件的功能需求，結(jié)合VxWorks操作系統(tǒng)特點提出軟件的總體設(shè)計方案，完成軟件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能模塊劃分，解決了VxWorks操作系統(tǒng)移植、設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計與標準化封裝、驅(qū)動注冊等關(guān)鍵問題。
　　其次，在綜合考慮飛行控制與管理軟件功能和性能要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了傳感器管理、故障管理、導航管理、控制管理、執(zhí)行機構(gòu)管理等功能模塊，并依據(jù)VxWorks多任務(wù)運行機

3、制，完成了任務(wù)劃分、優(yōu)先級分配和任務(wù)間的交互設(shè)計。
　　再次，對FlightGear軟件包進行了二次開發(fā)，設(shè)計了飛行控制與管理系統(tǒng)與FlightGear的串行通信接口，實現(xiàn)了基于FlightGear內(nèi)置動力學模型驅(qū)動和基于仿真機數(shù)據(jù)驅(qū)動的兩種三維可視化仿真驗證方案。
　　最后，對軟件進行了性能測試，并完成了自主、指令、人工三種飛行模式下的半物理飛行仿真功能驗證，結(jié)果表明該飛行控制與管理軟件達到了最初的功能設(shè)計要求，具有良好的