本文關(guān)鍵詞：基于主從ARM的多旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型六旋翼無人機(jī)以其靈活簡便的操控性、優(yōu)越的低速飛行性能和簡單的機(jī)體機(jī)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)而逐漸引起眾多學(xué)術(shù)科研機(jī)構(gòu)和公司的關(guān)注,并迅速成為無人機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文選取的研究對(duì)象為小型六旋翼無人機(jī),以具有室外低速巡航和定點(diǎn)懸浮能力為設(shè)計(jì)要求來展開研究,自行搭建了六旋翼無人機(jī)的飛行控制平臺(tái),設(shè)計(jì)并制作了小型六旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)。 首先,根據(jù)無人機(jī)要實(shí)現(xiàn)自主飛行的要求,設(shè)計(jì)了能搭載在無人機(jī)上的硬件電路系統(tǒng)。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)的思想,將硬件電路分成多個(gè)功能模塊并分別放在主從兩塊控制板上實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要包括電源模塊、光耦隔離模塊、無線通信模塊和系統(tǒng)所需要的傳感器等模塊。 其次,針對(duì)六旋翼無人機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析,得到其數(shù)學(xué)模型并對(duì)六旋翼無人機(jī)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)�？紤]到在實(shí)際的飛行過程中飛行器會(huì)收到來自外部擾亂的影響,在傳統(tǒng)PID控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上討論和設(shè)計(jì)了基于擾動(dòng)的PID控制器。 再次,詳細(xì)介紹了六旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集和控制算法的流程圖以及地面站系統(tǒng)。給出了主從控制器軟件的流程、數(shù)據(jù)采集和控制算法的實(shí)現(xiàn)過程,并介紹了地面站系統(tǒng)的功能。 最后,通過大量的室外飛行實(shí)驗(yàn)來調(diào)整控制器參數(shù)得到了最適合的參數(shù),實(shí)現(xiàn)了飛行器的穩(wěn)定飛行。對(duì)飛行器的實(shí)際飛行數(shù)據(jù)做了分析,從實(shí)際的飛行效果來看,飛行控制系統(tǒng)穩(wěn)定,達(dá)到了預(yù)期的效果。
【關(guān)鍵詞】：六旋翼 姿態(tài)控制 PID 擾動(dòng)觀測器 飛行控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【目錄】：

• 目錄3-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 課題研究背景7
• 1.2 研究歷史7-11
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 硬件平臺(tái)搭建14-29
• 2.1 無人機(jī)的整體構(gòu)架14-15
• 2.2 微處理器15-16
• 2.3 主控制板設(shè)計(jì)16-20
• 2.3.1 氣壓計(jì)模塊16-18
• 2.3.2 地磁計(jì)模塊18-19
• 2.3.3 全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊19
• 2.3.4 無線傳輸模塊19-20
• 2.4 從控制板設(shè)計(jì)20-27
• 2.4.1 系統(tǒng)供電方案20-21
• 2.4.2 微處理器外部電源設(shè)計(jì)21-22
• 2.4.3 陀螺儀模塊22-24
• 2.4.4 加速度計(jì)模塊24
• 2.4.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)24-26
• 2.4.6 PWM信號(hào)隔離電路26-27
• 2.4.7 JTAG調(diào)試下載電路27
• 2.5 PCB布局及抗干擾設(shè)計(jì)27-28
• 2.6 本章總結(jié)28-29
• 第三章 數(shù)學(xué)建模及控制器的設(shè)計(jì)29-47
• 3.1 六旋翼無人機(jī)的構(gòu)成及飛行原理29-31
• 3.2 六旋翼無人機(jī)數(shù)學(xué)建模31-39
• 3.2.1 直流無刷電機(jī)數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.2.2 動(dòng)力學(xué)方程的建立32-39
• 3.3 傳統(tǒng)PID控制器設(shè)計(jì)39-42
• 3.3.1 PID控制器的原理39-40
• 3.3.2 基于PID控制算法的控制器設(shè)計(jì)40-42
• 3.4 基于擾動(dòng)的PID控制器設(shè)計(jì)42-46
• 3.4.1 擾動(dòng)觀測器的基本原理42-44
• 3.4.2 基于擾動(dòng)觀測器PID控制器的設(shè)計(jì)44-46
• 3.5 本章總結(jié)46-47
• 第四章 軟件平臺(tái)搭建47-54
• 4.1 六旋翼飛行器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)47-49
• 4.1.1 飛行控制系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)47-48
• 4.1.2 飛行控制系統(tǒng)軟件總體流程圖48-49
• 4.2 數(shù)據(jù)采集流程圖49-51
• 4.3 控制算法流程圖51-52
• 4.4 地面站系統(tǒng)52-53
• 4.5 本章總結(jié)53-54
• 第五章 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-60
• 5.1 仿真54-58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)58-59
• 5.3 本章總結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 作者簡介65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張振;都基焱;葉純;;小型無人機(jī)三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)[J];兵工自動(dòng)化;2013年11期

  本文關(guān)鍵詞：基于主從ARM的多旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：284259