基于DSP的某飞行器姿态控制系统软件设计

【摘要】制导飞行器武器一般由三部分组成,分别是战斗部、姿态控制系统、推进系统,而飞行器姿态控制系统包括制导系统和控制系统,制导飞行器能够按照预定轨迹飞行主要是因为它内部具有飞行器姿态控制系统。本课题致力于研究并设计一套基于DSP芯片TMS320F28335的某飞行器姿态控制系统的软件部分,该控制系统主要用于设定并控制某型号飞行器的飞行姿态和轨迹,使其按照预定航线飞行。本论文首先简要介绍了课题的研究背景和意义以及国内外关于制导技术的研究现状。然后详细介绍了飞行姿态控制系统的基本工作原理、硬件平台组成及其功能要求,并对飞行器姿态控制系统的软件部分进行了总体设计,接着系统介绍了飞行器姿态控制系统各个功能模块的详细设计流程,主要是以高精度的数字信号处理器TMS320F28335为控制核心的姿态轨迹控制方法设计,研究了惯性导航系统与全球定位系统联合制导技术,分析了捷联惯性导航系统的特点,并将其与平台式惯性导航系统进行了对比,在研究完制导技术之后,又继续研究了飞行器的姿态角与四路舵机舵面位置之间的关系以及适用于高速飞行状态下的舵机控制算法,并根据具体的项目要求,对飞行器姿态控制系统进行了软件设计和功能实现,导航仪采用由微电机系统(MEMS)构成的姿态航向参考系统作为飞行器的姿态信息反馈装置,经过数据处理得到飞行器的姿态偏差,再通过分段组合式PID控制算法输出控制信号。本课题主要是设计整个飞行器姿态控制系统的软件部分,因此是以介绍DSP的软件开发过程为主,以总体设计流程为基础,以模块化设计为手段,采用C语言和汇编语言进行混合编程,在对通信模块、系统自检模块、偏航校正模块和舵机控制模块设计完之后,还加入了软件抗干扰技术。最后是对飞行器姿态控制系统进行程序调试,包括各功能模块的调试和软硬件联合调试,根据调试中出现的问题和结果对控制系统进行完善和优化。文章最后是对未来工作的一点看法和建议。
【作者】刘应晟；
【导师】倪原；张可；
【作者基本信息】西安工业大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】控制系统；DSP；软件；姿态；舵机；制导；

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