四轴飞行器姿态解算与控制系统研究

发布时间：2021-12-28 21:32

　　最近几年,针对固定翼以及多旋翼等无人飞行器在理论和应用方面的研究变得越来越火热,很多高校以及研究机构都投入了大量的资金进行相关研究。四轴飞行器与其他航空器相比制作相对简单、价格也较为低廉,但却是一个拥有六个自由度四个执行机构的复杂不稳定的欠驱动系统。由于自由度和执行机构之间的非线性耦合,四轴飞行器的稳定控制变得更加艰难。也因此,其成为很多高校的数学建模仿真和控制算法验证的首选研究平台。本文针对四轴飞行器在其姿态控制以及其捷联惯导系统的传感器校准和姿态解算模块设计方面存在的问题做了以下工作:1、针对捷联惯导系统使用的MEMS传感器组成的惯性测量单元精度低、噪声大、容易引起积分漂移的特点,建立了惯性传感器以及磁力计误差模型并在此基础上对校准算法进行了优化,然后对传感器数据做了滤波处理。实验结果表明该算法可以显著降低传感器的测量误差,提高传感器抗干扰能力。2、提出了一种改进型自适应无迹卡尔曼姿态更新算法（Improved Adaptive Unscented Kalman Filter for Attitude Determination,IAUKF）,通过将无迹卡尔曼滤波器与自适应Sage... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

载体坐标系和导航系Fig.2-1Vehiclereferencesystemandnavgationreferencesystem

图 2-2 欧拉角示意图Fig.2-2 Euler angles数是双线性的可以用矩阵形式表示，当四元数模为1时，其逆了左乘四元数的矩阵表示，等式（2.6）描述了四元数右乘转时如等式（2.7）。1 2 3 42 1 4 33 4 1 24 3 2 2(q)Lq q q qq q q qMq q q qq q q q 1 2 3 42 1 4 33 4 1 24 3 2 1( )Rq q q qq q q qM qq q q qq q q q

表 2-1 姿态表示方法对比Table 2-1 The advantages and disadvantages ofvarious attitude representations欧拉角（Euler angles） 四元数（Quaternions） 旋转矩阵（D直观、存储空间少、容易理解无万向节死锁、球面差值均匀、存储空间少便于计算机万向节死锁、差值不均匀难以理解冗余信息多、不占用存储空间学模型建立用无刷电机产生机体控制所需要的推力和扭矩。每一个电。电调接受自驾仪输出的指令然后由电调发送到电机，通机体的横滚以及俯仰等动作。下面的四旋翼简图描述了四

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3554764