本文關(guān)鍵詞：六旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 六旋翼無人機(jī) 姿態(tài)解算 Integral-Backstepping 低通濾波

【摘要】：近年來,MEMS技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,極大地促進(jìn)了多旋翼無人機(jī)飛行控制技術(shù)的發(fā)展。多旋翼無人機(jī)具有系統(tǒng)安全性好、可靠性高、具備容錯(cuò)潛力、負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。本文以六旋翼無人機(jī)為研究對(duì)象,開發(fā)一套功能完善、性能穩(wěn)定、具有一定容錯(cuò)能力的飛行控制系統(tǒng)。1)設(shè)計(jì)了六旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)。分析了國內(nèi)外幾種常見飛行控制系統(tǒng),結(jié)合六旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)特點(diǎn),提出了六旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)要求和性能指標(biāo)。依據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能指標(biāo),對(duì)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分,完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試。2)針對(duì)六旋翼無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性,采用巴特沃斯和切比雪夫低通濾波器對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,研究了傳感器數(shù)據(jù)校正方法,設(shè)計(jì)了互補(bǔ)濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波姿態(tài)解算算法。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)和飛行測試對(duì)姿態(tài)解算算法進(jìn)行了性能驗(yàn)證,為后期六旋翼無人機(jī)控制奠定了良好基礎(chǔ)。3)建立了六旋翼無人機(jī)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并分別采用PID和Integral-Backstepping(IB)算法計(jì)了無人機(jī)姿態(tài)回路和位置回路控制律。通過Matlab驗(yàn)證了兩種算法的有效性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)IB控制進(jìn)行了容錯(cuò)仿真驗(yàn)證。4)設(shè)計(jì)了六旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)軟件,并通過大量實(shí)際飛行測試,驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的基本功能和性能。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1

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