基于嵌入式系统的无人机检测与诊断系统研究

摘要

针对高空长航时无人机对检测设备的要求，采用基于嵌入式实时系统技术开发了一种无人机飞行控制检测与诊断系统。本文首先分析了无人机检测与诊断系统的功能与性能需求，并结合检测与诊断系统的特点，选用了基于ARM9内核的微处理器为硬件平台，并在此平台上移植了嵌入式实时操作系统VxWorks，根据系统检测与诊断的任务设计了VxWorks下的多任务软件。文中详细论述和分析了嵌入式系统的特点、软硬件平台的选取原则、操作系统的移植方法、BSP(板极支持包)的设计方法、网络通信程序设计等系统设计的关键方面。 文中采用基于规则和局部滤波相结合的故障检测和诊断策略，为无人机飞行控制系统和地面监测设备提供实时检测结果和辅助决策策略，并探讨了无人机故障检测与诊断方面的一些新方法。最后详细介绍了系统功能的具体实现，通过半实物仿真的方法以及无人机上的实验结果表明，该检测与诊断系统具有良好的实时性能和可靠性，对于提高无人机的可靠性和自动化测试水平具有一定实用价值。

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第一章绪论

1.1技术背景及研究任务

1.2国内外研究现状

1.3本文研究领域

1.4论文内容及结构安排

第二章无人机检测与诊断系统总体设计

2.1无人机检测与诊断系统总体功能分析

2.2无人机检测与诊断系统总体性能分析

2.3无人机检测与诊断系统的外部接口设计

2.4无人机检测与诊断系统的软硬件系统选择

2.5本章小结

第三章无人机检测与诊断系统硬件设计

3.1嵌入式实时系统介绍

3.2嵌入式实时系统的硬件体系

3.3检测与诊断系统的硬件构架与设计

3.4检测与诊断系统网络及接口设计

3.5本章小结

第四章无人机检测与诊断系统软件设计

4.1嵌入式软件系统

4.2嵌入式实时操作系统

4.3嵌入式实时系统的设计方法

4.4操作系统及系统软件移植

4.5 VxWorks BSP设计

4.6并行多任务程序设计

4.7 VxWorks网络通信程序设计

4.8本章小结

第五章无人机检测技术与故障诊断算法研究

5.1检测技术概述

5.2检测技术的发展趋势

5.3检测技术的主要功能

5.4故障诊断技术

5.5故障诊断算法

5.6故障诊断的新方法

5.7本章小结

第六章检测诊断系统实现及结论分析

6.1检测系统功能实现

6.2故障诊断算法仿真验证方法

6.3基于滤波器方法的传感器故障诊断试验

6.4本章小结

第七章结论与展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文