一种无人飞行器发射装置软件的设计与实现

摘要

无人飞行器发射装置为飞行器提供安装平台，并且根据指令按照特定的控制规律进行运动，为飞行器提供跟踪过程中的目标指向和发射的初始射向，是系统的重要组成部分之一。随着国防现代化水平和用户使用需求的不断提高，系统对发射装置的高精度、安全性、集成化、小型化以及智能化等方面提出了越来越高的需求。目前国内发射装置产品的基本功能均能够达到系统要求，但是在高精度、安全性等方面的性能上，受到使用需求不同和设计考核验证不充分等因素的影响，还存在一些不足之处和进一步发展提升的需求。在军事领域和部分的民用领域中，高水平的发射装置具有重要的研发意义和广阔的市场需求。在系统原理及硬件水平大致相同的情况下，发射装置软件的设计与开发水平，决定了发射装置最终的研制水平。
　　课题针对无人飞行器发射装置软件的系统设计及实现进行研究,旨在提高发射装置软件安全性,提高伺服性能,优化软件结构。
　　论文首先介绍课题的背景和意义，对发射装置主要的几种控制方式进行介绍，通过几种不同技术方案的分析、比较，得出具体技术实施途径。重点对发射装置软件的伺服控制规律、安全控制策略的设计进行了研究。结合本课题的实际负载情况、通过对目前常用的控制算法进行对比研究，设计并开发了PID+前馈的复合控制器；安全控制策略分为瞄准链控制、角度限制、最大加速度限制和设备自检及异常响应等几方面开展研究，取得了如下成果：
　　（1）提高了发射装置伺服性能，使产品的动态跟踪精度由传统发射装置的3mrad左右提高至1mrad左右；
　　（2）增加“禁瞄曲线”设计，解决了输入指令数值异常情况下误发射造成人员或设备损伤的安全性问题；
　　（3）通过增加“瞄准链路”判断、角加速度限制、异常响应等设计，确保发射装置在工作过程中始终运行可靠、受控，提高了产品的安全性和可靠性。
　　最后，通过多个阶段的测试，对发射装置软件的各项功能及性能进行验证，项目取得了预期效果。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 无人飞行器发射装置的发展状况及趋势

1.3 嵌入式软件的发展现状及趋势

1.4 本文的主要研究内容

第2章 发射装置软件需求分析

2.1 技术背景

2.2 需要完成的功能

2.3 外部接口

2.4 需求分析

2.5 本章小结

第3章 发射装置软件概要设计

3.1 组成及结构

3.2 安全控制策略

3.3 伺服控制算法

3.4 本章小结

第4章 发射装置软件的详细设计

4.1 详细设计

4.2 本章小结

第5章 发射装置软件的实现与测试

5.1 实现

5.2 软件测试情况概述

5.3 单元测试

5.4 配置项与集成测试

5.5 系统联试

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢

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