小型無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)硬件及航姿參考系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文選題:無(wú)人機(jī) + 飛行控制系統(tǒng) ; 參考:《重慶大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:隨著國(guó)家對(duì)低空領(lǐng)域的不斷開(kāi)放,小型無(wú)人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。飛行控制系統(tǒng)作為小型無(wú)人機(jī)的神經(jīng)中樞,具有極高的研究?jī)r(jià)值。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外小型無(wú)人機(jī)及飛行控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上,對(duì)飛行控制系統(tǒng)的硬件及航姿參考系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先,提出了飛行控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,描述了本文所設(shè)計(jì)飛控系統(tǒng)的功能。硬件系統(tǒng)是整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,是實(shí)現(xiàn)各種信息測(cè)量、軟件運(yùn)行和飛行控制的硬件基礎(chǔ)。硬件系統(tǒng)以STM32F103RE飛控計(jì)算機(jī)為核心,集成傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、GPS模塊等各功能模塊。本文對(duì)飛控硬件及主要模塊驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其次,對(duì)航姿參考系統(tǒng)進(jìn)行了研究,航姿參考系統(tǒng)是用來(lái)解決無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)。本文規(guī)定了無(wú)人機(jī)的姿態(tài)表示,詳細(xì)介紹了方向余弦矩陣的建立過(guò)程,以及用陀螺儀輸出的角速度迭代更新方向余弦矩陣的過(guò)程。針對(duì)陀螺儀漂移造成的誤差,采用多傳感器數(shù)據(jù)融合的方法對(duì)方向余弦矩陣進(jìn)行校正,有效地提高了姿態(tài)測(cè)量的精度。最后,按照從局部到整體的順序?qū)︼w控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)主要功能模塊的測(cè)試驗(yàn)證了各主要功能模塊能獨(dú)立地正常工作;對(duì)航姿參考系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試,充分驗(yàn)證了其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)際飛行狀態(tài)下進(jìn)行了整機(jī)測(cè)試,驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
[Abstract]:With the continuous opening of low altitude areas, small UAV has been widely used in various fields. The flight control system of UAV as the nerve center, have high research value. Based on the domestic and foreign research status and the UAV flight control system based on the analysis of hardware and navigation reference system for flight control the system was designed and implemented. First, put forward the overall design of the flight control system, describes the design of the flight control system in this paper. The function of hardware system is the key part of the UAV system, is to achieve a variety of information measurement, software operation and flight control basic hardware. The hardware system is based on the STM32F103RE flight control computer the core of the integrated sensor data acquisition module, GPS module and other modules. The hardware and driver module in detail. At second, the AHRS of AHRS is used to solve the flight attitude of the UAV technology. This paper provides the accurate measurement of UAV attitude, introduces the process of establishing the direction cosine matrix, and the process of updating the direction cosine matrix with iterative angular velocity gyro output. According to the error caused by gyro drift, using multi-sensor data fusion method of direction cosine matrix correction, effectively improve the attitude measurement accuracy. Finally, according to the order from the local to the whole of the flight control system is tested. The main function of the module test verified the main function module can work independently on; AHRS are static and dynamic testing accuracy, fully verify the measurement results. The test in the actual flight conditions, verified The whole system is stable and reliable.
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:V279;V249.1
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