基于Linux的四旋翼飞行器飞行控制系统研究

发布时间：2017-11-05 10:10

  本文关键词：基于Linux的四旋翼飞行器飞行控制系统研究

  更多相关文章： 四旋翼 飞行控制 建模 Linux 自适应 PID

【摘要】：四旋翼飞行器以其简单的机体结构、优越的悬停和低速性能、灵活方便的操控方法等优势,使其成为无人飞行器领域新的研究热点。传统的四旋翼飞行器控制系统控制精度低、鲁棒性差,本课题针对这一问题从硬件和软件两个方面对飞行控制系统做出改进。硬件方面:主控模块选用基于ARM9架构的S3C2440处理器作为控制芯片,并且构建交叉编译环境,裁剪移植Linux操作系统内核,制作YAFFS文件系统;传感器模块选用高精度、高集成度的加速度计、陀螺仪和数字罗盘为姿态解算算法提供数据。主控芯片强大的运算能力和Linux系统较低的资源占用率保证了硬件平台的运行效率。软件方面:针对传统增量式PID控制算法无法自整定参数的问题,提出了自适应单神经元PID控制算法。根据四旋翼飞行器控制特性的变化,自适应地整定控制参数,提高了控制器的精度,并通过设定阈值保证了控制算法的鲁棒性。另外,根据Linux系统多线程机制,将复杂的的飞行控制程序分解为多任务形式实现,提高了飞行控制系统的运行效率,保证了算法的实时性。在四旋翼飞行器动力学建模基础上,对控制算法进行仿真实验,并在搭建的硬件平台上进行飞行测试,实验结果表明,本文设计的基于Linux的飞行控制程序在保证实时性的前提下,提高了飞行控制的精度,同时增强了四旋翼飞行器控制的鲁棒性。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.1

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本文编号：1143725