四旋翼無(wú)人機(jī),簡(jiǎn)稱四軸,其憑借電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生推力使飛行器上升。飛行器的四個(gè)螺旋槳大小相同,對(duì)稱分布,最簡(jiǎn)單的四旋翼飛行器只需要憑借不同的螺旋槳之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速就能實(shí)現(xiàn)各種機(jī)動(dòng)動(dòng)作。四旋翼無(wú)人機(jī)具有方便維護(hù)保養(yǎng)、機(jī)械構(gòu)成模塊化、運(yùn)動(dòng)相互解耦、不產(chǎn)生機(jī)械磨損以及快速、實(shí)時(shí)采集傳輸圖像信息等許多優(yōu)點(diǎn),給用戶帶來(lái)了優(yōu)秀的體驗(yàn)。其在軍事用途、民用特種用途占據(jù)廣大的空間。本文在參閱國(guó)內(nèi)外四旋翼無(wú)人機(jī)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,對(duì)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)飛行原理和基本構(gòu)成進(jìn)行介紹和分析。依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理建立了四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)模型以及運(yùn)動(dòng)力學(xué)方程,建立了四旋翼無(wú)人機(jī)的坐標(biāo)系。針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)MEMS慣性測(cè)量元件精度不高且姿態(tài)解析過(guò)程中產(chǎn)生漂移和噪聲問(wèn)題,本文提出了擴(kuò)展卡爾曼算法修正偏差。無(wú)人機(jī)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用分模塊化設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)了四旋翼飛行器控制系統(tǒng)的總體硬件,介紹了各個(gè)模塊器件的選型以及硬件電路圖。為了驗(yàn)證姿態(tài)解析算法的可行性,構(gòu)建了四軸無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),選用STM32F4系列單片機(jī)作為無(wú)人機(jī)的主控處理器,MPU9250傳感器作為慣性測(cè)量單元完成數(shù)據(jù)采集,NRF51822無(wú)線通... 

【文章來(lái)源】：浙江海洋大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Breguet-RichetGyroplaneNo.1的四旋翼載人直升機(jī)Fig1.1Four-rotormannedhelicopterofBreguet-RichetGyroplaneNo.1

圖 1-2 OemichenNo.2 號(hào)飛機(jī)Fig 1.2 Oemichen No. 2 aircraft紀(jì)五十年代中期，馬克.阿德曼.卡普蘭（Marc Adman Kaplan）旋翼飛行器（如圖 1-3 所示）[8]。第一次飛行獲得很大的成功，Co飛行器重量為 1000 千克，由兩個(gè) 66.18 千瓦的發(fā)動(dòng)機(jī)完成機(jī)動(dòng)其控制不依靠垂直于主旋翼的螺旋槳，由變化機(jī)翼拉力的大小度、續(xù)航、航程方面無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)飛行器的標(biāo)準(zhǔn)，未得到人們受美軍邀請(qǐng)參與“飛行吉普車(chē)”VZ-7（如圖 1-4 所示），在 1958 懸停和機(jī)動(dòng)的 VZ-7 原型，尚未達(dá)到軍方要求[9]。多旋翼相對(duì)。20 世紀(jì) 90 年代之前，多旋翼近乎停滯發(fā)展得到的關(guān)注也很，隨著微機(jī)電子技術(shù)（MEMS）發(fā)展，重量輕的慣性測(cè)量組件單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器計(jì)算速度有了明顯提高，使得多旋翼。短時(shí)間內(nèi)越來(lái)越多的人投入對(duì)多旋翼的研究。

圖 1-3 Convertawings Model “A”四旋翼飛行器Fig 1.3 Convertawings Model "A" Quadrotor圖 1-4 VZ-7 飛行器Fig 1.4 VZ-7 aircraft構(gòu)對(duì)微型四旋翼研究比較有代表性的為瑞士的 Microdrones 公司、法國(guó) Parrot 公司和 G學(xué)院


本文編號(hào)：3070185