無(wú)人飛行器嵌入式數(shù)字飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證與應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、旋翼類無(wú)人飛行器,尤其是單旋翼帶尾槳布局的小型無(wú)人直升機(jī)能夠垂直起降、空中懸停、低速前飛、后飛、側(cè)飛和沿復(fù)雜軌跡飛行,在具備優(yōu)異飛行特性的同時(shí)也具有較差的穩(wěn)定性,使其控制面臨極大困難與挑戰(zhàn)。本文以此為基本研究對(duì)象,對(duì)無(wú)人機(jī)嵌入式數(shù)字飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和應(yīng)用進(jìn)行了探究。
  首先對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行硬件需求分析,構(gòu)思了飛行控制系統(tǒng)的硬件基本架構(gòu)。設(shè)計(jì)并制作了專用的可編程電源轉(zhuǎn)換板和以STM32F407VG為核心的嵌入式控制電路板,編

2、制了底層驅(qū)動(dòng)軟件,實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能。
  而后對(duì)IMU傳感器校正方法進(jìn)行了探索,獲得了準(zhǔn)確的輸出數(shù)據(jù),并以四元數(shù)算法實(shí)現(xiàn)了陀螺儀姿態(tài)角的解算。探索并對(duì)比了PID、互補(bǔ)濾波和卡爾曼濾波三種姿態(tài)修正融合算法,選擇了性能最優(yōu)的卡爾曼濾波融合配合四元數(shù)算法作為課題的姿態(tài)解算算法。
  其三選用模糊PID控制器進(jìn)行了飛行控制律設(shè)計(jì),搭建了姿態(tài)和位置控制回路并以keil MDK平臺(tái)編制了飛控程序。為方便調(diào)試,編制了基于C#平臺(tái)的專用地面站

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