本文關鍵詞：多螺旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

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【摘要】：隨著科學技術的不斷進步,多螺旋翼無人機越來越融入人們的生活。比如在煤場自燃監(jiān)測、森林火災預防等工作中,多螺旋翼無人機都起到了很大的作用。多螺旋翼無人機因其低成本、高安全性、高效率給人們生活帶來了極大的便捷,因此設計一個多螺旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)是很有必要的。本文自主設計的四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng),包括四旋翼無人機組成,飛行控制系統(tǒng)設計和飛行控制系統(tǒng)實現(xiàn)三個方面。在四旋翼無人機組成方面,主要是介紹了無人機的飛行原理和機械結構以及相應檢測單元的芯片選型,芯片選型主要介紹所選芯片的功能及相應的硬件電路圖和電路原理圖。飛行控制系統(tǒng)設計方面首先對四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)做整體分析,然后對飛行控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行設計,包括對濾波器、姿態(tài)控制以及串級PID的設計,在控制系統(tǒng)的各部分設計中給出具體的流程圖。飛行控制系統(tǒng)實現(xiàn)方面主要是對設計部分的實現(xiàn),主要包括濾波器的實現(xiàn)、姿態(tài)控制的實現(xiàn)以及串級PID的實現(xiàn)。本文利用空氣動力學原理對電機進行相應的調(diào)節(jié),得到四旋翼無人機飛行控制的原始數(shù)據(jù)。濾波器的實現(xiàn)就是將收集的原始數(shù)據(jù)通過IIR濾波器進行相應的濾波處理,濾波處理主要是過濾容易引起很大誤差的數(shù)據(jù)。而姿態(tài)控制的實現(xiàn)是把處理后的數(shù)據(jù)導入四元數(shù)算法求出歐拉角,得出四旋翼無人機的偏轉角度。串級PID的實現(xiàn)是反復對四旋翼無人機的姿態(tài)角進行調(diào)節(jié),保持無人機飛行的穩(wěn)定性。最后對四旋翼無人機的飛行控制系統(tǒng)進行測試,先對系統(tǒng)的各個模塊進行測試,然后是整個系統(tǒng)的測試,分析相應的數(shù)據(jù)并進行現(xiàn)場測試,現(xiàn)場測試結果表明四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：曲阜師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279;V249.1

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1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護[J];航空維修與工程;2004年04期

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本文編號：1234092