主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
基于STM32F4与FreeRTOS的无人机飞行控制系统
DOI:
作者:
作者单位:

1.西北工业大学第365研究所;2.航空工业西安航空计算技术研究所;3.中国航天科工集团第二研究院 706所;4.西北工业大学 第365研究所;5.陕西科技大学 电子信息与人工智能学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

V249

基金项目:

工信部民用飞机专项科研技术研究项目,MJ-2018-G-55


UAV Flight Control System based on STM32F4 and FreeRTOS
Author:
Affiliation:

1.xc;2.xa

Fund Project:

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    摘要:

    本文设计了一款基于STM32F4与FreeRTOS操作系统的无人机飞行控制系统,针对传统飞行控制系统处理器体积大、成本高的问题,基于STM32F4芯片开发了一套由两片微型控制器、各种传感器和执行机构构成的飞行控制硬件系统,实现对无人机的姿态和舵机位置的控制,并具备串口通信能力用于数据采集和地面通信;针对操作系统昂贵、源码不公开的问题,基于FreeRTOS系统开发了飞行控制软件系统,在保证实时性的同时减轻了RAM负担,并引入看门狗模块,实现控制器双余度设计,提高系统可靠性;该套无人机飞行控制系统经过小型固定翼航模的实际飞行试验,证实系统具有良好的稳定性、控制精度高、响应速度快。

    Abstract:

    A UAV flight control system based on STM32F4 and FreeRTOS operating system is designed. Aiming at the problem of large size and high cost of processor ,a set of flight control hardware system consisting of dual micro controllers, various sensors and actuators is designed based on STM32F4 ,achieving the control of attitude and rudder position, serial communication capability for data acquisition and ground communication., and aiming at the problem that the operating system is expensive and the source code is not accessible, the flight control software system is designed based on FreeRTOS, reducing the burden of RAM while ensuring real-time performance. For improving the reliability of the system, dual residual design of the controller and the watchdog module are introduced. The system has been validated by flight trail, which confirms that the system has high stability, high control accuracy and fast response.

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  • 收稿日期:2023-03-24
  • 最后修改日期:2024-05-29
  • 录用日期:2024-05-30
  • 在线发布日期:
  • 出版日期: