基于ARM-Linux实时嵌入式飞行控制系统设计与实现

作     者：胡剑华 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹云峰

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：小型无人飞行系统 飞行控制系统 ARM 嵌入式Linux 实时 

摘      要：鉴于小型无人飞行系统(SUAS)在军事与民用领域有着广泛的应用前景,本文主要研究基于ARM-Linux的SUAS的实时嵌入式飞行控制系统的设计与实现。 首先,分析了SUAS的飞行控制系统的国内外研究现状与发展趋势,确定以嵌入式处理器与实时操作系统相结合进行飞行控制软件开发的飞行控制系统方案,接着,根据SUAS的飞行控制系统的功能要求以及具体的软硬件的设计要求,设计基于ARM-Linux的飞行控制系统的总体方案,包括嵌入式处理器与实时操作系统的选型以及软硬件的基本结构与设计流程,再接着,搭建基于S3C2440核心板的硬件平台,包括飞行控制计算机模块、传感器模块、执行机构模块、数据链路模块、任务设备模块以及供电模块,并对硬件平台进行实验调试,结果表明硬件平台满足飞行控制系统功能要求,并具有功耗低、体积小、质量轻等特点,然后,搭建基于嵌入式Linux2.6的飞行控制系统软件平台,主要包括建立嵌入式系统开发环境,实现系统启动引导程序U-boot、实时操作系统内核、根文件系统YAFFS的定制与在飞行控制系统硬件平台上的移植以及根据SUAS飞行控制系统包括GPS、磁力计、高度计、舵机等在内的特定外围设备开发其驱动程序并通过了应用调试,最后,在搭建的软硬件平台上进行多任务调度的飞行控制软件的设计,包括对飞行控制软件的任务划分与优先级设计以及根据多线程技术对各个任务进行详细设计,飞行控制系统软件具有实时性、通用性以及易维护等特点。