基于FPGA的小型无人直升机飞行控制系统设计与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 研究背景 | 第9-10页 |
| 1.2 研究意义 | 第10页 |
| 1.3 国内外研究的现状 | 第10-12页 |
| 1.3.1 直升机机型结构研究 | 第11页 |
| 1.3.2 飞行控制器结构研究 | 第11-12页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第12-14页 |
| 1.4.1 主要工作 | 第12页 |
| 1.4.2 论文组织结构 | 第12-14页 |
| 第2章 设计方案 | 第14-23页 |
| 2.1 飞行系统分析、方案设计 | 第14-18页 |
| 2.1.1 飞行系统结构要求 | 第14-15页 |
| 2.1.2 FPGA数据采集 | 第15-16页 |
| 2.1.3 PID参数设计 | 第16页 |
| 2.1.4 PID控制实现 | 第16-17页 |
| 2.1.5 FPGA数据协议 | 第17-18页 |
| 2.2 控制对象 | 第18-21页 |
| 2.2.1 系统结构 | 第18-19页 |
| 2.2.2 基本方式和特点 | 第19页 |
| 2.2.3 直升机舵机结构舵机 | 第19-20页 |
| 2.2.4 舵机控制原理和精度 | 第20-21页 |
| 2.3 FPGA的选型 | 第21-22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 基于数据拟合PID实现 | 第23-33页 |
| 3.1 飞行高度分析 | 第23-24页 |
| 3.2 飞行姿态角分析 | 第24-25页 |
| 3.3 飞行数据拟合和参数确定 | 第25-29页 |
| 3.3.1 数据拟合 | 第25-27页 |
| 3.3.2 PID参数确定 | 第27-29页 |
| 3.4 自主起飞控制设计 | 第29-32页 |
| 3.4.1 高度控制 | 第29-31页 |
| 3.4.2 姿态控制 | 第31-32页 |
| 3.5 本章小结 | 第32-33页 |
| 第4章 基于FPGA飞控硬件设计 | 第33-47页 |
| 4.1 硬件整体规划 | 第33-34页 |
| 4.2 FPGA核心电路设计 | 第34-35页 |
| 4.2.1 系统电源 | 第34页 |
| 4.2.2 晶振与程序存储单元 | 第34-35页 |
| 4.2.3 JTAG下载.与复位模块 | 第35页 |
| 4.3 舵机外围电路设计 | 第35-36页 |
| 4.3.1 电源模块 | 第35-36页 |
| 4.3.2 信号隔离模块 | 第36页 |
| 4.3.3 切换模块 | 第36页 |
| 4.4 数据采集模块 | 第36-46页 |
| 4.4.1 GPS数据采集模块 | 第36-39页 |
| 4.4.2 姿态传感器模块 | 第39页 |
| 4.4.3 气压高度采集模块 | 第39-40页 |
| 4.4.4 无线数传模块 | 第40-41页 |
| 4.4.5 4 路PWM脉冲计数器模块 | 第41-44页 |
| 4.4.6 采集数据编码模块 | 第44-46页 |
| 4.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 基于FPGA飞控系统软件设计 | 第47-69页 |
| 5.1 FPGA软件设计 | 第47-49页 |
| 5.2 数据采集单元接.单元设计 | 第49-52页 |
| 5.2.1 异步串行接. UART设计 | 第49-50页 |
| 5.2.2 SPI接.设计 | 第50-51页 |
| 5.2.3 I2C接.实现 | 第51-52页 |
| 5.3 FIFO数据读写控制器设计 | 第52-58页 |
| 5.3.1 FIFO存储器 | 第53-55页 |
| 5.3.2 FIFO读写控制器设计 | 第55-58页 |
| 5.4 PWM信号软件设计 | 第58-61页 |
| 5.4.1 PWM信号编码 | 第59页 |
| 5.4.2 舵机控制模块程序实现 | 第59-60页 |
| 5.4.3 PWM信号存储模块 | 第60页 |
| 5.4.4 PWM脉冲宽度计量模块 | 第60页 |
| 5.4.5 全局PWM信号实现 | 第60-61页 |
| 5.5 PID模块实现 | 第61-64页 |
| 5.5.1 高度控制 | 第62-63页 |
| 5.5.2 姿态控制 | 第63页 |
| 5.5.3 舵机控制模块数据验证 | 第63-64页 |
| 5.6 实际飞行测试 | 第64-66页 |
| 5.7 直升机实时动态显示设计 | 第66-68页 |
| 5.8 本章小结 | 第68-69页 |
| 总结与展望 | 第69-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 附录 | 第76-85页 |
