NuttX飛控系統的案例
NuttX飛控系統
四元數法則不存在這個問題，并且運算步驟也相對簡單，適合在本文控制系統的協處理器中運用。
嵌入式系統 | Ansys SCADE在空客電傳飛控系統中的應用
近期推出的嵌入式系統專題內容中，我們詳細梳理了Ansys SCADE的誕生、發展及應用，也針對“形式化方法”做了進一步闡述，詳實地介紹了在當今軟件行業已有眾多測試手段下為什么形式化方法尤為重要？本期我們將分享Ansys SCADE在航空電傳飛控系統中的應用。全文將從民用飛機的飛行控制系統、空客的電傳飛控系統、SCADE在空客電傳飛控中的應用、空客在研發選用的工具鏈中對形式化方法的重視以及案例展現等多個方面來闡述基于SCADE的形式化方法在空客電傳飛控中的具體應用。在后續專題內容中我們還將推出包括軌道交通、核能重工及航天防衛等行業應用案例。
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飛行控制系統簡介
飛機的飛行控制系統(FCS: Flight Control System)就是利用控制原理使得飛機的操縱面(又稱舵面,surface or rudder)偏轉，以實現對飛機的姿態和航跡運動進行穩定控制的系統。飛控系統通常包括
飛行器運動，包括其重心的線運動、繞機體軸的角運動(升降舵Elevator完成俯仰Pitch，副翼Aileron完成滾轉Roll，方向舵Rudder完成偏航Yaw)，以及飛行器結構模態的變化;
完成對飛機姿態和航跡運動的穩定和控制所需的所有硬件及軟件
圖表1：飛行控制示意圖
通常認為，迄今為止飛控系統共演進了四代，分別是簡單機械控制系統、液壓助力控制系統、增穩控制系統和電傳控制系統。
展開 基于uC/OS-II操作系統的無人機飛控系統軟件設計
基于uC/OS-II操作系統的無人機飛控系統軟件設計
史峰，何立明，馬曉峰，史中正
摘要：針對以往飛控系統軟件中代碼多，可靠性、實時性差，不具通用性等缺點，采用uC/OS-II操作系統設計無人機飛控軟件，利用操作系統來進行軟件中各任務的實時調度和通信。通過地面測試和空中試驗表明：該軟件系統具有可靠性高、實時性強等優點， 滿足飛控系統軟件設計要求。
關鍵詞：飛控系統; uC/OS-II；優先級劃分；調度與通信
0、引言
無人機飛行控制系統是一個復雜的多任務系統, 要求不僅能夠與地面控制站雙向通信、采集傳感器數據、進行飛控/導航計算、驅動執行機構等, 還要求可靠性高、實時性強。傳統的飛控系統軟件大多按預先設定的順序循環執行, 具有代碼多，可靠性、實時性差， 不具備通用性等缺點。
針對以上缺點，本文采用uC/OS-II操作系統開發無人機飛控軟件, 將復雜的處理任務交給操作系統進行實時調度，滿足無人機飛控系統實時、多任務的要求。
展開 無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
機身下方的超聲波模塊起到輔助定高的作用，而冗余的IMU和指南針在一個元件受到干擾時，冗余導航系統會自動切換至另一個傳感器，極大提高了組合導航的可靠性。
正是因為這些傳感器技術的完美融合，無人機有了智能導航系統，拓展了活動環境，并提升了可靠性。
使用傳統導航系統的無人機在室內等無GPS的環境中無法穩定飛行，而智能導航系統在GPS信號良好時，可通過視覺提升速度和位置測量值的精度；在GPS信號不足的時候，視覺系統可以接替GPS提供定位與測速，讓無人機在室內與室外環境中均能穩定飛行。
智能導航系統引入了多個傳感器，數據量和復雜程度大幅提升，獲悉大疆其實針對視覺和傳感器對導航和飛行控制算法進行多次系統重構，增加新的軟件模塊與架構，全面提升了飛行的性能與可靠性。
控制性能
飛控系統先進的控制算法為航拍無人機的飛行和操控帶來了很高的控制品質，比如在普通狀態下的表現是控制精度高，飛行穩定，速度快。高速飛行不僅對動力系統有較高的要求，更重要的是飛控要達到很高的控制品質和響應速度，除高速飛行以外，飛行器在懸停和慢速控制上也能達到很高的精度。
另外，在設計飛控時，不僅需要考慮到正常飛行狀態的控制精度，如懸停位置控制精度，姿態控制精度等，還需要加強了異常飛況的控制品質。如在飛行器斷槳、突然受到撞擊、突加負重或被其他外力干擾后，控制恢復能力更強，魯棒性較強，能夠應對很多極端狀況，這對于飛行安全性來說尤其重要。
故障診斷
在起飛前或飛行過程中，任何微小故障都有可能引發飛行事故。
如果飛控系統能實時不斷地進行故障監控與故障診斷，就能大幅降低事故發生的概率。飛控系統可以監控諸如振動、電壓、電流、溫度、轉速等各項飛行狀態參數，并通過這些監控特征信號進行故障診斷。
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無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
機身下方的超聲波模塊起到輔助定高的作用，而冗余的IMU和指南針在一個元件受到干擾時，冗余導航系統會自動切換至另一個傳感器，極大提高了組合導航的可靠性。
正是因為這些傳感器技術的完美融合，無人機有了智能導航系統，拓展了活動環境，并提升了可靠性。
使用傳統導航系統的無人機在室內等無GPS的環境中無法穩定飛行，而智能導航系統在GPS信號良好時，可通過視覺提升速度和位置測量值的精度；在GPS信號不足的時候，視覺系統可以接替GPS提供定位與測速，讓無人機在室內與室外環境中均能穩定飛行。
智能導航系統引入了多個傳感器，數據量和復雜程度大幅提升，獲悉大疆其實針對視覺和傳感器對導航和飛行控制算法進行多次系統重構，增加新的軟件模塊與架構，全面提升了飛行的性能與可靠性。
控制性能
飛控系統先進的控制算法為航拍無人機的飛行和操控帶來了很高的控制品質，比如在普通狀態下的表現是控制精度高，飛行穩定，速度快。高速飛行不僅對動力系統有較高的要求，更重要的是飛控要達到很高的控制品質和響應速度，除高速飛行以外，飛行器在懸停和慢速控制上也能達到很高的精度。
另外，在設計飛控時，不僅需要考慮到正常飛行狀態的控制精度，如懸停位置控制精度，姿態控制精度等，還需要加強了異常飛況的控制品質。如在飛行器斷槳、突然受到撞擊、突加負重或被其他外力干擾后，控制恢復能力更強，魯棒性較強，能夠應對很多極端狀況，這對于飛行安全性來說尤其重要。
故障診斷
在起飛前或飛行過程中，任何微小故障都有可能引發飛行事故。
如果飛控系統能實時不斷地進行故障監控與故障診斷，就能大幅降低事故發生的概率。飛控系統可以監控諸如振動、電壓、電流、溫度、轉速等各項飛行狀態參數，并通過這些監控特征信號進行故障診斷。
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