【摘要】：旋翼機(jī)以其靈活的機(jī)動性,低廉的成本,簡單可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)、出色的懸停特性在商業(yè)和軍事領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。未來,旋翼機(jī)將在快遞、測繪、搶險救災(zāi)、公安、消防以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域扮演越來越重要的角色,與此同時對旋翼機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性也提出更高的要求。相比四旋翼,六旋翼在保證可靠性的同時能提供更好的魯棒性,甚至可以在單個電機(jī)停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定降落。六旋翼無人機(jī)本質(zhì)上是一個不穩(wěn)定的系統(tǒng),因此六旋翼無人機(jī)上搭載的飛控系統(tǒng)的性能,很大程度決定著六旋翼無人機(jī)的穩(wěn)定性。本文針對六旋翼無人機(jī),設(shè)計了一款飛控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了六旋翼無人機(jī)的穩(wěn)定飛行。主要做了以下幾個方面的工作:首先針對六旋翼無人機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。根據(jù)葉素理論,對六旋翼無人機(jī)所用的定矩螺旋槳進(jìn)行建模。介紹六旋翼無人機(jī)所用的電機(jī)類型及工作原理,并對電機(jī)進(jìn)行建模。之后結(jié)合螺旋槳模型以及電機(jī)模型,對六旋翼無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行整體建模,搭建仿真模型,并在后文中進(jìn)行了仿真和實(shí)驗驗證。然后,在上述基礎(chǔ)上設(shè)計了飛行控制器的底層硬件電路系統(tǒng),利用MEMS傳感器采集飛機(jī)的各個狀態(tài)信息,根據(jù)各個傳感器的特性進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,從而計算出旋翼機(jī)的各個狀態(tài)。根據(jù)旋翼機(jī)結(jié)構(gòu)以及計算出的旋翼機(jī)狀態(tài),給出PID控制律,算出修正量,發(fā)送給電機(jī)進(jìn)行動力修正,從而實(shí)現(xiàn)飛行器的穩(wěn)定飛行。最后,在硬件環(huán)境中實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容,進(jìn)行實(shí)驗驗證內(nèi)外環(huán)PID參數(shù)對六旋翼飛行器穩(wěn)定性的影響。分別針對俯仰通道,偏航通道,橫滾通道進(jìn)行測試實(shí)驗以及飛行實(shí)驗,試驗結(jié)果顯示六旋翼飛行器表現(xiàn)出了很好的穩(wěn)定性和可靠性。
【圖文】：

圖 1.1 FW-61 照片機(jī)橫向?qū)ΨQ分布兩個螺旋槳，機(jī)身采用流線造型，保，起落架為后三角式。該直升機(jī)在 1973 年首次實(shí)現(xiàn)了配尾槳的實(shí)用型無人機(jī)是美國科學(xué)家制造的VS-300并且運(yùn)用于軍隊的是 VS-300 的改進(jìn)型 VS-316，編號名觀察員。二戰(zhàn)中，R-4 被派往緬甸，擔(dān)任過美軍駐

圖 1.1 FW-61 照片-61 直升機(jī)橫向?qū)ΨQ分布兩個螺旋槳，機(jī)身采用流線造型，保留了固定翼飛方向舵，起落架為后三角式。該直升機(jī)在 1973 年首次實(shí)現(xiàn)了空中盤旋。架單旋翼配尾槳的實(shí)用型無人機(jī)是美國科學(xué)家制造的VS-300[5]，如圖1.2所量生產(chǎn)并且運(yùn)用于軍隊的是 VS-300 的改進(jìn)型 VS-316，，編號 R-4。該機(jī)型員，一名觀察員。二戰(zhàn)中，R-4 被派往緬甸，擔(dān)任過美軍駐緬甸指揮官的
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V279;V249.1

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本文編號：2686753