基于卡尔曼滤波的四旋翼无人机姿态控制系统研究
发布时间：2021-03-08 01:40
四旋翼无人机,简称四轴,其凭借电机带动螺旋桨转动产生推力使飞行器上升。飞行器的四个螺旋桨大小相同,对称分布,最简单的四旋翼飞行器只需要凭借不同的螺旋桨之间的相对转速就能实现各种机动动作。四旋翼无人机具有方便维护保养、机械构成模块化、运动相互解耦、不产生机械磨损以及快速、实时采集传输图像信息等许多优点,给用户带来了优秀的体验。其在军事用途、民用特种用途占据广大的空间。本文在参阅国内外四旋翼无人机研究现状基础上,对无人机控制系统进行设计和研究。对四旋翼无人机飞行原理和基本构成进行介绍和分析。依据空气动力学原理建立了四旋翼无人机动力学模型以及运动力学方程,建立了四旋翼无人机的坐标系。针对四旋翼无人机MEMS惯性测量元件精度不高且姿态解析过程中产生漂移和噪声问题,本文提出了扩展卡尔曼算法修正偏差。无人机的软硬件系统设计使用分模块化设计思想。设计了四旋翼飞行器控制系统的总体硬件,介绍了各个模块器件的选型以及硬件电路图。为了验证姿态解析算法的可行性,构建了四轴无人机实验平台,选用STM32F4系列单片机作为无人机的主控处理器,MPU9250传感器作为惯性测量单元完成数据采集,NRF51822无线通...
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Breguet-RichetGyroplaneNo.1的四旋翼载人直升机Fig1.1Four-rotormannedhelicopterofBreguet-RichetGyroplaneNo.1
图 1-2 OemichenNo.2 号飞机Fig 1.2 Oemichen No. 2 aircraft纪五十年代中期，马克.阿德曼.卡普兰（Marc Adman Kaplan）旋翼飞行器（如图 1-3 所示）[8]。第一次飞行获得很大的成功，Co飞行器重量为 1000 千克，由两个 66.18 千瓦的发动机完成机动其控制不依靠垂直于主旋翼的螺旋桨，由变化机翼拉力的大小度、续航、航程方面无法达到传统飞行器的标准，未得到人们受美军邀请参与“飞行吉普车”VZ-7（如图 1-4 所示），在 1958 悬停和机动的 VZ-7 原型，尚未达到军方要求[9]。多旋翼相对。20 世纪 90 年代之前，多旋翼近乎停滞发展得到的关注也很，随着微机电子技术（MEMS）发展，重量轻的惯性测量组件单片机和数字信号处理器计算速度有了明显提高，使得多旋翼。短时间内越来越多的人投入对多旋翼的研究。
图 1-3 Convertawings Model “A”四旋翼飞行器Fig 1.3 Convertawings Model "A" Quadrotor图 1-4 VZ-7 飞行器Fig 1.4 VZ-7 aircraft构对微型四旋翼研究比较有代表性的为瑞士的 Microdrones 公司、法国 Parrot 公司和 G学院
本文编号：3070185
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Breguet-RichetGyroplaneNo.1的四旋翼载人直升机Fig1.1Four-rotormannedhelicopterofBreguet-RichetGyroplaneNo.1
图 1-2 OemichenNo.2 号飞机Fig 1.2 Oemichen No. 2 aircraft纪五十年代中期，马克.阿德曼.卡普兰（Marc Adman Kaplan）旋翼飞行器（如图 1-3 所示）[8]。第一次飞行获得很大的成功，Co飞行器重量为 1000 千克，由两个 66.18 千瓦的发动机完成机动其控制不依靠垂直于主旋翼的螺旋桨，由变化机翼拉力的大小度、续航、航程方面无法达到传统飞行器的标准，未得到人们受美军邀请参与“飞行吉普车”VZ-7（如图 1-4 所示），在 1958 悬停和机动的 VZ-7 原型，尚未达到军方要求[9]。多旋翼相对。20 世纪 90 年代之前，多旋翼近乎停滞发展得到的关注也很，随着微机电子技术（MEMS）发展，重量轻的惯性测量组件单片机和数字信号处理器计算速度有了明显提高，使得多旋翼。短时间内越来越多的人投入对多旋翼的研究。
图 1-3 Convertawings Model “A”四旋翼飞行器Fig 1.3 Convertawings Model "A" Quadrotor图 1-4 VZ-7 飞行器Fig 1.4 VZ-7 aircraft构对微型四旋翼研究比较有代表性的为瑞士的 Microdrones 公司、法国 Parrot 公司和 G学院
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