文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
无人机余度飞行控制软件设计与研究
姓名:刘路
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:陈欣
2011-03
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着高空长航时无人机的发展,需要飞行控制系统具有良好的性能和很高的可靠性来保证
无人机的飞行安全。飞行控制计算机作为飞行控制系统的核心,通常采用余度技术来进行设计,
根据飞行控制计算机余度硬件配置特点设计与研究余度飞行控制软件非常必要。
本文首先介绍了样例余度飞行控制计算机的硬件环境,根据硬件特性和系统要求完成了余
度飞行控制软件需求分析研究。其次,根据需求分析结果制定余度飞行控制软件研发策略,完
成了余度飞行控制软件总体设计;采用模块化和层次化设计规则,完成了软件各个功能模块的
合理分配和详细设计。再次,针对余度总线结构特征,完成了总线的通信方案和通讯协议设计;
完成了通信链路管理开发,实现计算机的任务同步、故障检测和诊断、对不同的故障的系统重
构处理等功能,保证了计算机在内部典型故障情况下的安全运行,提高了飞行控制计算机的可
靠性;应用 SCADE 软件设计开发环境,完成飞行控制功能模块的开发,实现了样例无人机从
起飞、空中飞行、直到着陆整个过程的自动控制。
最后,通过半实物无人机飞行仿真试验,完成飞行控制软件飞行控制功能和余度管理性能
的验证。试验结果表明所设计的余度飞行控制软件的正确性和合理性,其功能和性能指标满足
设计要求。

关键词:无人机,余度飞行控制软件,总线,余度管理,SCADE,飞行仿真
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无人机余度飞行控制软件设计与研究
ABSTRACT
With the development of high-altitude long-endurance UAV, flight control system demands
efficient performance and high reliability to ensure the fight safety of UAV. Flight puter is
the core of fight control system, and usually use the redundant technology to dedign the hardware, so
it is necessary to research and design the redundant flight control software according to the redundant
hardware configuration of the flight puter.
This essay introduces the hardware environment of the sample redundant flight puter
at first, pletes the research of requirement for the redundant flight control software according
to the hardware feature and the requirement of system. Through the research of requirement, the
research and design strategy of redundant filght control software is demanded, and the design program
of flight control software pleted. Use the mudular and hierarchical design rules, plete the
rational allocation and detailed design of each module of the software. Again, munication
scheme munication protocol municate bus pleted for the structure of the
redundant bus. munication link management software development is designed and the task
synchronization of pleted. In order to ensure safe operation of puter when
the fault occu