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基于ARM的无人机飞行控制系统的实现
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2009-07-07
贾熹
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以AT91M55800A微控器为核心设计并实现了基于ARM 的新型无人机飞行控制器，详细给出了无人机飞行控制系统的设计原理和控制策略，介绍了基于／~C／OS-II实时操作系统的飞行控制软件的功能模块和任务划分方法，着重说明了各个任务之问的任务调度策略；对设计中的关键技术进行了研究，系统具有设计精炼， 可靠性高， 开放性等特点。
随着科学技术的发展以及军事战略思想的转变，无人机在军事、民用等领域获得了极大的应用。应用范围的扩大对无人机提出了更高的要求，作为无人机“心脏” 的飞行控制系统也越来越受到重视。随着航空技术的发展， 飞控计算机向着高精度和小型化方向发展。高精度要求无人机的制导控制精度高、稳定性好，能够适应复杂的外界环境。因此控制算法比较复杂、计算速度快、精度高。小型化则对控制系统的重量和体积提出了更高的要求，要求控制计算机的性能越高越好，体积越小越好。性能指标和体积限制迫切需要研制新型的飞控计算机系统。
基于单片机和基于PC机是目前常用的两种飞行控制计算机。单片机运算速度较慢，片内集成度低，IO资源少， 系统资源不足。解决方法之一是采用多个单片机并行处理，但这样增加了系统协调工作之间的困难， 系统复杂，可靠性降低。基于PC机的飞控计算机是以Intel x86系列处理器为CPu，加上相应外围的协处理器、内存、硬盘、接口电路等模块。运算速度快， 寻址能力强，但接口能力差，需要较多的外围接口器件配合， 不易实现小型化。
ARM 处理器以它32位的内核和较高的运算速度，丰富的片内集成设备， 较强的运算能力正越来越多的受到嵌入式系统设计者的青睐，选用微控制器AT91M55800A，通过扩展一定的外围设备，构成飞行控制计算机， 与传感器、执行机构、任务管理设备等共同构成高性能的数字式无人机飞行控制系统，具有较高的集成度，较好的实时性和高性价比。
随着科学技术的发展以及军事战略思想的转变，无人机在军事、民用等领域获得了极大的应用。应用范围的扩大对无人机提出了更高的要求，作为无人机“心脏” 的飞行控制系统也越来越受到重视。随着航空技术的发展， 飞控计算机向着高精度和小型化方向发展。高精度要求无人机的制导控制精度高、稳定性好，能够适应复杂的外界环境。因此控制算法比较复杂、计算速度快、精度高。小型化则对控制系统的重量和体积提出了更高的要求，要求控制计算机的性能越高越好，体积越小越好。性能指标和体积限制迫切需要研制新型的飞控计算机系统。
基于单片机和基于PC机是目前常用的两种飞行控制计算机。单片机运算速度较慢，片内集成度低，IO资源少， 系统资源不足。解决方法之一是采用多个单片机并行处理，但这样增加了系统协调工作之间的困难， 系统复杂，可靠性降低。基于PC机的飞控计算机是以Intel x86系列处理器为CPu，加上相应外围的协处理器、内存、硬盘、接口电路等模块。运算速度快， 寻址能力强，但接口能力差，需要较多的外围接口器件配合， 不易实现小型化。
ARM 处理器以它32位的内核和较高的运算速度，丰富的片内集成设备， 较强的运算能力正越来越多的受到嵌入式系统设计者的青睐，选用微控制器AT91M55800A，通过扩展一定的外围设备，构成飞行控制计算机， 与传感器、执行机构、任务管理设备等共同构成高性能的数字式无人机飞行控制系统，具有较高的集成度，较好的实时性和高性价比。
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