中图分类号：V249论文编号：102870311-0087学科分类号：081105硕士学位论文无人靶机飞行控制系统硬件设计与实现研究生姓名学科、专业导航、制导与控制研究方向飞行控制技术指导教师南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringHardwareDesignandImplementoftheFlightControlSystemforTargetDroneAThesisinNavigation,GuidanceandControlbyYangHuiAdvisedbyAssociateProfessorLiChuntaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJan,2018承诺书本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作及所取得的研究成果。除了文中特别注明加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要针对无人靶机对飞行控制系统任务控制、接口、性能、体积和重量等的要求，本文开展了以DSP处理器为核心的无人靶机飞行控制系统的研究，完成了系统的硬件设计、测试及底层驱动软件设计、测试，为无人靶机飞行控制率设计开发奠定了坚实基础。本文研究了无人靶机飞行控制系统的特殊性和国内外研究现状，根据无人靶机对飞行控制系统的需求，完成了以DSP处理器为核心的飞行控制系统的硬件方案设计。在设计方案中采用模块化设计思想，按照系统功能组成将飞行控制系统划分为控制单元、传感器、执行机构、测控模块、系统电源。其次，基于DSP微处理器的最小系统，实现了由时钟电路、复位电路、调试接口电路、存储器扩展电路构成CPU模块的硬件设计，解决了系统可靠性以及存储器资源不足的问题。根据系统集成多种传感器、执行机构、测控模块和任务功能单元的特点，开展并完成了多路模拟量输入（ADC）接口、多种电气规格的串行通信接口和多路PWM接口电路的设计与实现。再次，根据系统各模块的供电需求，完成了二次电源与配电的详细设计。为了提高系统的可靠性特别是电磁兼容性，采用信号流向设计、模拟与数字单点共地、光电隔离、电源分割等技术，完成了多层板布线设计与制作，降低了电磁干扰，提高了系统工作的稳定性和可靠性。本文最后开发了飞行控制系统驱动软件。对系统硬件的功能和性能进行单元测试和系统集成测试，在硬件设计和底层开发软件基础上，验证了飞行控制系统硬件设计正确性。关键词：无人靶机，DSP，飞行控制系统ABSTRACTWiththestrictrequirementsonflightcontrolsystemperformance,itssizeandweightoftargetdrone,thispaperdesignstheflightcontrolsystembasedonDSPprocessorfortargetdrone,whichlaysasolidfoundationforperformancetestandthesoftwaredevelopmentoftargetdrone.Afterdescribingtheresearchstatusofflightcontrolsystemfortargetdroneintheworld,thewholehardwareschemebasedonDSPprocessorisgiveninordertomeetthetargetdroneflightcontrolsystemfunctions.Andflightcontrolsystemisdividedintothecontrolmodule,Sensor,actuator,measurementandsystempowersupply.Secondly,thecontrolmodulebasedontheminimalsystemofDSPmicroprocessorisdeveloped,whichconsistsofclockpart,restetpart,debuggingpartandmemeorypart.Then,theinterfacecircuitsrelatedADinterface,serialcommunicationinterfaceandPWMinterfaceisgivenaccordingtothepropertiesofsensors,actuators,wirelesscommunication.Thirdly,detaileddesignofsecondarypowersupplyandpowerdistributionwasaccomplished,whichisbasedontheelectricitydemandofeachmoduleinthesystem.Inordertoimprovethereliabilityofsystem,especiallyforelectromagneticcompatibility,sometechnologies,suchassignal-flowdesign,analogueanddigitalsingle-pointgrounding,optoelectronicisolation,power-layerandgrounding-layersegment,isusedintheharewarecircuits...
