基于STM32的多旋翼无人机飞行控制器的多余度系统研究

发布时间：2020-03-23 23:15

【摘要】：近年来,无人机应用领域不断扩展,复杂多变的工作环境对无人机的可靠性与容错能力提出了更高的要求,其中,提高飞行控制系统的稳定性是解决这一问题的关键。本文采用余度技术,成功开发出了一款可适用于多旋翼无人机的多余度飞行控制器,满足无人机轻便灵活与高容错率的工作需求。首先,是对单体控制系统的设计研究。分为主控系统,动力系统与通信系统三部分。主控系统采用STM32F405作为控制器,同时集成各种传感器模块。动力系统以四旋翼飞行器为基础平台,由电机模块提供飞行动力。通信系统分为数据传输与图像传输,完成地面控制台对无人机飞行姿态的控制以及无人机实时图像传输功能。其次,在单体控制系统的基础上设计出多余度控制系统。该系统采用空间冗余的方法,由三套主控系统与一套电机控制系统组成。将故障屏蔽与系统重构相结合,作为余度系统的管理方案。控制算法采用前馈PID算法,根据对无人机的传感器数据与故障数据进行处理后建立的最佳模型,完成对电机系统的控制。最后,采取局部到整体的方法,对传感器功能进行测试,通过故障注入的方式检测该控制系统的容错能力,将仿真与实际测试相结合,根据所得数据对系统各部分进行完善,以达到实际应用需求。
【图文】：

第二章 多旋翼无人机飞控系统总体设计架构7图 2.1 控制系统整体架构图2.1.2 动力系统硬件结构本文的多余度飞控系统机架采用 X4 架构 450 轴距碳纤维材质骨架。电机采用银燕 2450KV，电调选用好盈 40A。电池采用 3S 航模锂电池。图 2.2 为整体设计实物图。图 2.2 整体设计实物图

1.2 动力系统硬件结构本文的多余度飞控系统机架采用 X4 架构 450 轴距碳纤维材质骨架。电机采用银 2450KV，电调选用好盈 40A。电池采用 3S 航模锂电池。图 2.2 为整体设计实物图。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V279;V249.1

【参考文献】

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本文编号：2597413