小型無人機(jī)飛行控制與管理軟件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無人機(jī)用途日漸廣泛、功能日趨復(fù)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(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性提出更為嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的飛行控制與管理軟件設(shè)計(jì)方案已無法滿足無人機(jī)系統(tǒng)日益增長的性能需求，迫切需要引入實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)對(duì)飛行控制與管理軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理。本文以VxWorks操作系統(tǒng)為核心，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適用于小型無人機(jī)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(shí)時(shí)性和可靠性設(shè)計(jì)，提高飛行

2、控制與管理軟件的實(shí)時(shí)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(diǎn)提出軟件的總體設(shè)計(jì)方案，完成軟件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及功能模塊劃分，解決了VxWorks操作系統(tǒng)移植、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化封裝、驅(qū)動(dòng)注冊(cè)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(jì)開發(fā)了傳感器管理、故障管理、導(dǎo)航管理、控制管理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)管理等功能模塊，并依據(jù)VxWorks多任務(wù)運(yùn)行機(jī)

3、制，完成了任務(wù)劃分、優(yōu)先級(jí)分配和任務(wù)間的交互設(shè)計(jì)。
　　再次，對(duì)FlightGear軟件包進(jìn)行了二次開發(fā)，設(shè)計(jì)了飛行控制與管理系統(tǒng)與FlightGear的串行通信接口，實(shí)現(xiàn)了基于FlightGear內(nèi)置動(dòng)力學(xué)模型驅(qū)動(dòng)和基于仿真機(jī)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的兩種三維可視化仿真驗(yàn)證方案。
　　最后，對(duì)軟件進(jìn)行了性能測(cè)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(yàn)證，結(jié)果表明該飛行控制與管理軟件達(dá)到了最初的功能設(shè)計(jì)要求，具有良好的