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基于DSP的无人飞行器飞行控制系统设计

发布时间:2020-07-21 18:36:13 阅读: 来源:打胶机厂家

1 引 言

本文引用地址:随着科技的发展以及军事战略思想的转变, 无人飞行器在军事、民用领域具有广泛的应用前景和极其重要的现实意义。各国正在研制和开发各种性能独特的无人飞行器, 改造的核心就是飞行控制系统。

DSP以其丰富的指令系统、高速高精度的运算能力及丰富的片内外设资源等优势, 为飞控系统的发展提供了一个很好的平台。

本系统选用的TMS320F2812(以下简称F2812)是TI公司开发的一款32 位DSP芯片, 采用高性能静态CMOS 技术, 工作主频可达150M ips。片内集成了128K 字的FLASH 存储器, 方便实现软件升级;还集成了丰富的外围设备, 如: 采样频率高达12. 5M IPS的12位16路A /D转换器, 两个面向电机控制的事件管理器和多种标准串口通信外设。

在此基础上设计出一种高精度、扩展性强、小型化和低成本的新型飞行控制系统。

2 硬件系统方案要求和设计

基于DSP的飞控系统硬件设计, 关键在于系统的整体方案设计。接口设计是一个重要环节, 将直接影响系统的性能。为了减轻系统的负担, 外部输入信号用中断方式读入, 信号输入输出时要考虑抗干扰性。

充分考虑TMS320F2812 的片内资源以及系统的接口要求, 仅需对DSP芯片进行少量的外部接口扩展, 即可满足飞控系统所有功能和未来扩展性的要求。同时由于系统的输入逻辑量较多, 采用A ltera公司CPLD 芯片EPM7128, 完成数据处理和逻辑运算功能, 以减少控制电路的体积, 增加系统的可靠性, 实现对控制系统各单元状态的监视和控制。

系统整体方案设计如图1所示。以下将从系统各模块的实现加以说明。

图1 系统硬件总体设计结构图

3 硬件实现

3. 1 模拟信号接收

模拟信号经过信号调理模块输入, A /D 转换选择12位逐次逼近A /D转换器AD1*, 其片内含有三态输出缓存电路和高精度参考电压源与时钟电路, 自带采样保持器。本设计采用的连接方式如图2所示, 使AD I*工作在全控模式下。在AD1*的使用上采用程序启动、标志查询方式, 启动信号和转换结束信号相配合, 使AD I*一旦转换结束就处于数据输出状态, 同时产生AD 结束标志, 提高多通道时的通过率。

图2 A /D扩展电路框图。

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