基于模糊自适应的小型无人机姿态解算算法研究

发布时间：2021-02-01 17:56

　　无人机是一种利用无线电遥控设备或自主飞行程序操纵的无人驾驶飞行器,它具有体积小、造价低、使用方便等优点,具有广阔的发展前景。姿态解算是无人机控制系统中的一大关键研究内容,它能依据无人机飞行控制系统中的传感器数据实时获取无人机在空中的姿态信息并进行调整,保证无人机的稳定飞行。尽管传统的姿态解算算法虽然能够获取姿态信息,但解算算法的准确性与实时性较低,并在无人机大幅动作的过程中体现得尤为明显。本文针对传统姿态解算算法存在的问题,提出了一种使用加速度计数据基于模糊自适应PI控制的互补滤波算法,该算法利用加速度计数据与重力加速度参考向量,计算得到误差向量,利用该误差向量,采用模糊自适应算法,实时调整优化互补滤波器参数,实现自适应互补滤波,并结合该算法使用陀螺仪数据计算得到方向余弦矩阵,进行姿态解算。以STM32F427VIT6为主控芯片,MPU6000为姿态传感器设计飞行控制系统平台,在基于NuttX的实时操作系统的主程序中添加改进的姿态解算算法,验证该算法的可行性,并将该姿态解算算法所得的姿态角与利用四元数和基于Mahony互补滤波算法解算出的姿态角进行比较。研究结果表明:此算法能够准确获取... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

固定翼无人机模型

四旋翼无人机模型

复合翼无人机模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊DE算法的粉末液压机电液伺服系统PID参数优化研究[J]. 戴本尧.  机电工程. 2019(04)
[2]基于递推最小二乘与互补滤波的姿态估计[J]. 陈光武,李少远,李文元,王迪,张琳婧.  控制理论与应用. 2019(07)
[3]自适应模糊PID技术在发射场供气系统的应用[J]. 杨宜禥,刘浩洋,岳龙华,王天航.  中国空间科学技术. 2019(03)
[4]基于模糊PI及矢量变换控制方法的电动车驱动系统工况适应性研究[J]. 王鹏博,卢秀和.  电测与仪表. 2019(08)
[5]串联模糊PID控制的四旋翼无人机控制系统设计[J]. 胡改玲,桂亮,权双璐,郭婷,王永泉,王军平.  实验技术与管理. 2019(03)
[6]基于四元数互补滤波的小型四旋翼姿态解算[J]. 李二闯,张建杰,袁亮,吴金强.  组合机床与自动化加工技术. 2019(03)
[7]基于MPU6050的四轴飞行器姿态角解算[J]. 时琦.  科学技术创新. 2019(04)
[8]基于模糊自适应算法的航天器姿态控制[J]. 周湛杰,王新生,王岩.  电机与控制学报. 2019(02)
[9]四旋翼无人机串级模糊自适应PID控制系统设计[J]. 于文妍,杨坤林.  机械设计与制造. 2019(01)
[10]自适应误差四元数无迹卡尔曼滤波四旋翼飞行器姿态解算方法[J]. 崔培林,周翟和,吕品,胡斌.  西安交通大学学报. 2019(03)

博士论文
[1]非匹配不确定非线性系统自适应模糊控制[D]. 李永明.大连海事大学 2014

硕士论文
[1]基于Linux的导航定位终端设计与实现[D]. 王星.河北科技大学 2019
[2]四轴飞行器飞控系统的设计和研究[D]. 李强.南昌大学 2018
[3]基于自适应模糊PID的双轮自平衡车的控制系统研究[D]. 罗灿.吉林大学 2018
[4]四轴飞行器姿态解算与控制系统研究[D]. 侯江宽.太原理工大学 2018
[5]基于自适应模糊策略的可重复运载器姿态控制研究[D]. 毛奇.天津大学 2018



本文编号：3013191