基于嵌入式实时操作系统的小型飞行器安全控制系统研究

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基于嵌入式实时操作系统的小型飞行器安全控制系统研究

AN UNMANNED AERIAL VEHICLE SAFETYCONTROL SYSTEM BASED ON EMBEDEDREALTIME OPERATING SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 相关技术研究现状

1.2.1 移动机器人操作系统使用现状

1.2.2 嵌入式实时操作系统现状

1.2.3 操作系统可靠性研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2 章 飞行器控制系统设计及实现

2.1 系统框架设计

2.2 系统硬件选择

2.2.1 嵌入式主控板选择

2.2.2 外接传感器及相关硬件选型

2.2.3 机架与动力系统选型

2.3 软件设计及实现

2.3.1 总线及设备驱动

2.3.2 姿态解算及控制算法

2.4 本章小结

第3 章 可拓展的实时操作系统设计

3.1 CertiKOS-ARM 操作系统内核

3.2 系统调用

3.2.1 CertiKOS-ARM 中断处理机制

3.2.2 基于硬件中断的遥控信号解码

3.3 进程管理

3.3.1 用户进程

3.3.2 内核进程

3.4 带有实时任务调度的飞行器飞行测试

3.5 本章小结

第4 章 进程任务可靠性改良

4.1 进程任务改良概述

4.2 关键代码形式化验证

4.2.1 SPI 总线模型的建立

4.2.2 SPI 总线驱动分层

4.2.3 SPI 总线驱动的验证

4.3 进程故障保护模式

4.4 本章小结

第5 章 实验与分析

5.1 引言

5.2 单进程与多进程架构实验对比

5.3 形式化验证前后可靠性实验对比

5.4 多进程故障保护模式的可靠性实验

5.5 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

致 谢