基于QNX的无人直升机飞行控制软件开发

摘要

与固定翼无人机相比，无人直升机飞行模态众多，实现的飞行任务复杂，飞行控制系统需要处理的数据量更为庞大。随着无人直升机飞控技术的发展，传统的机载软件开发模式在飞行控制更高的性能要求下越发凸显了其局限性，因此需要在无人直升机飞行控制软件的设计中探索和研究新的开发工具和实现手段。本课题正是在这个研究背景和工程需求下提出的。 本文分析了国内外飞行控制系统机载软件技术的研究现状，并在课题组现有研究成果的基础上，提出了基于QNX实时操作系统的单进程和多进程两种飞行控制软件总体研究方案。论文首先根据飞行控制软件开发平台的技术需求，对QNX实时系统的构造文件进行配置，完成了QNX嵌入式系统在PC/104-X86处理器上的移植，并通过网络接口搭建了宿主-目标机模式的交叉开发平台。其次，根据飞行控制软件运行的硬件环境，对QNX实时操作系统下两种不同模式的硬件驱动开发技术进行了研究，其中直接硬件端口操作的驱动开发模式主要解决了硬件I/O端口读写和硬件中断响应两个关键问题；符合POSIX标准的驱动开发模式通过对QNX资源管理器运行机制的剖析，总结了PC/104驱动开发流程，并完成了各硬件板卡标准驱动程序的实现。然后，在延续课题组已有机载软件实现技术的基础之上，结合无人直升机飞行控制软件的特殊需求，对单进程和多进程两种结构的软件进行了设计和移植；在软件实现过程中，针对出现的关键问题进行了分析，并给出了机理分析和解决方案，并最终完成无人直升机飞行控制软件的开发。 最后，本文对飞行控制软件的开发平台、底层驱动以及各软件模块等进行了功能和性能测试；并在上述测试正确的基础上通过无人直升机半物理实时仿真系统进行了综合飞行仿真，验证了基于QNX的无人直升机飞行控制软件设计功能的正确性以及控制模块的有效性。通过本课题的研究，拓展了机载飞行控制软件的设计和实现手段，为无人直升机高可靠性飞行控制系统的研制做了技术铺垫。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表、缩略词

声明

第一章 绪论

第二章 无人直升机飞行控制软件的设计方案

第三章 飞行控制软件交叉开发平台搭建

第四章 飞行控制软件底层驱动技术

第五章 飞行控制软件设计与实现

第六章 飞行控制软件测试与仿真验证

第七章 总结与展望

参考文献

致 谢

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