【摘 要】
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本文基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统,结合样例无人机飞行控制的特点,设计开发了基于ARM体系结构的飞行控制与管理软件,为综合验证总线式飞行控制技术提供软件演示验证平台。论文
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本文基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统,结合样例无人机飞行控制的特点,设计开发了基于ARM体系结构的飞行控制与管理软件,为综合验证总线式飞行控制技术提供软件演示验证平台。论文的主要研究工作包括:根据飞行控制系统软件功能需求,提出了软件总体设计方案。在综合考虑软件功能和性能的基础上,采取模块化设计思想,将飞行控制软件划分为8个模块,从总体上保证整个软件框架清晰,具有良好的可理解、可扩充和可维护性。根据总体方案设计结果,结合飞行控制系统硬件配置,设计开发了基于μC/OS-Ⅱ操作系统板级和应用层驱动程序,解决了目标硬件初始化、A/D采样、串口通讯和CAN总线通讯等问题。此外采用μC/OS-Ⅱ操作系统管理的IRQ类型中断,设计了简洁高效的中断服务程序,提高了软件的实时性和可靠性。在完成硬件底层驱动的基础上,针对μC/OS-Ⅱ操作系统多任务机制,设计开发了控制律等9个子任务,解决了ARM处理器上的定点运算、函数的可重入性、任务行为同步和任务资源同步等关键技术问题,实现了无人机从起飞到着陆整个飞行过程的自主控制。然后在分析实验板与目标硬件系统资源异同点的基础上,研究了μC/OS-Ⅱ的移植方法,通过对H-JTAG、FLASH和分散加载描述文件的设置,实现了飞行控制软件的移植和固化。最后在LabVIEW实时仿真环境下,完成了软件单元测试、整体性能测试和半物理飞行仿真试验,结果表明飞行控制软件功能和性能均满足了样例无人机的控制需求。
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