基于stm32單片機(jī)的四軸飛行器控制技術(shù)的研究.pdf

1、微小型四旋翼飛行器具有以下優(yōu)點(diǎn):機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、飛行靈活、能夠垂直起降以及安全性高。因此，在工程應(yīng)用上前景廣闊，可進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)采集、空中影像、災(zāi)害救援、智能交通、農(nóng)業(yè)噴灑等。本文的研究目的是設(shè)計(jì)制作一架用于工程實(shí)際應(yīng)用的四旋翼飛行器，分析設(shè)計(jì)了四旋翼飛行器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方案，以及對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了姿態(tài)控制系統(tǒng)。
　　首先，進(jìn)行需求分析，分析了四旋翼飛行器的機(jī)械、嵌入式軟硬件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。其中，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要

2、討論了硬件選型和軟件系統(tǒng)程序流程的設(shè)計(jì)。對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析。根據(jù)四旋翼飛行器的飛行原理以及牛頓運(yùn)動(dòng)方程，構(gòu)建了四旋翼飛行器的非線性動(dòng)力學(xué)模型。并基于一定的假設(shè)和簡(jiǎn)化，建立了四旋翼飛行器的線性模型，為飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合模型參數(shù)，并且驗(yàn)證模型的穩(wěn)定性與魯棒性。闡述了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航的基本原理，分析了慣性導(dǎo)航姿態(tài)解算的三種方法，采用擴(kuò)展卡爾曼算法由傳感器數(shù)據(jù)獲得實(shí)時(shí)姿態(tài)角。在建模的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)LQG控制器，