小型无人机控制系统设计及航迹规划研究
[Abstract]:Unmanned aerial vehicles (UAVs) have been widely used in both military and civil fields due to their advantages of flexibility, portability and low cost. With the increasing complexity of flight environment and the diversification of flight missions, new requirements and challenges are put forward for autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs). Therefore, this paper studies the flight path planning, attitude determination and flight control of UAV. The main work is as follows: firstly, the development and current situation of UAV and its related technologies are reviewed, including the trajectory planning of UAV, attitude determination and flight control system based on MEMS. Secondly, the track planning method based on ant colony algorithm is studied. In the UAV trajectory planning problem, the grid method is used to represent the track planning space, and the optimization objective function is constructed. The improved ant colony algorithm is applied to solve the problem, and the simulation results are verified by MATLAB. Then, the attitude determination method based on MEMS is realized by complementary filtering. The expression method of attitude, the conversion from quaternion to Euler angle and its full angle expansion are studied, and the attitude solution is carried out by using angular velocity gyroscope, accelerometer and magnetometer optimization method, respectively, and the two methods are fused. The complementary filtering algorithm is obtained, and it is programmed and tested. Finally, the flight control system is designed and simulated. According to the requirements of flight control system, the overall scheme of flight control system is designed, including the design of hardware and software system, the mathematical model of UAV is established, and the flight control method based on PID is studied. Simulation and some experiments are carried out.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V279
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,本文编号:2210087
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