本文關鍵詞：小型四旋翼無人機姿態(tài)控制研究

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【摘要】：小型四旋翼無人機(UAV)是一種微小型、性能優(yōu)良的VTOL(垂直起降)直升機,它具有成本低、尺寸小,機動靈活、不易損壞,起飛速度快、對起降場地要求低,維護簡單、續(xù)航能力強等許多特點,在執(zhí)行完成偵查報知、航拍、搜索、搶險救災、情報獲取等方面的應用上具有明顯的優(yōu)勢。因而在國防、民用、商用等領域的應用廣泛并具有優(yōu)良的發(fā)展前景。對其控制方法的研究將是世界上對無人機研究的重要發(fā)展分支之一,具有重要意義。本文以小型四旋翼無人機為平臺,首先對四旋翼無人機的研究發(fā)展史進行了回顧,然后對無人機的機械結構和飛行原理進行了介紹,在理想狀況下對無人機系統(tǒng)實現(xiàn)了建模處理,并進一步對數(shù)學模型進行了簡化,運用狀態(tài)空間模型在MATLAB/Simulink中進行了仿真,從而驗證模型的準確性。此外,本文選取了PID控制,通過對比單一、并聯(lián)PID和串聯(lián)PID控制器,證明了設計的串聯(lián)PID控制器性能上具有明顯的優(yōu)勢,為了加強系統(tǒng)的抗干擾能力,引入了EKF(擴展卡爾曼濾波)在系統(tǒng)和傳感器產(chǎn)生噪聲的情況下對噪聲具有良好的抑制作用。最后對無人機系統(tǒng)提出了系統(tǒng)設計方案,選用STM302f405飛控板,對控制進行了模塊化處理,設計了控制軟件結構流程。作為一個開源項目,進行了硬件的選取,軟件代碼的編寫,在飛機的調(diào)試和飛行過程中,所涉及的控制算法能在所選取設計的軟硬件作用良好,滿足要求。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279;V249.1

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