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    MATLAB四旋翼無人機的姿態自穩定控制算法研究

    時間:2019-07-25 20:04來源:畢業論文
    PID進行數據融合,從而達到姿態的實時穩定。運用MATLAB仿真、驗證得到可靠的數據。最后設計四旋翼無人機,進行大量實際數據調試,成功完成試飛

    摘 要:本文以四旋翼飛行器作為本研究對象,針對四旋翼飛行器在飛行中很難達到飛行姿態自穩定的問題。設計姿態自穩定算法并實際測試,硬件以PX4為整個飛行系統的控制核心,卡爾瑪濾波器進行數據補償,設計與控制器相吻合的傳感器電路和無換向電機,采集的數據進行四元數解算,PID進行數據融合,從而達到姿態的實時穩定。運用MATLAB仿真、驗證得到可靠的數據。最后設計四旋翼無人機,進行大量實際數據調試,成功完成試飛37546
    并達到飛行姿態自穩定。
    畢業論文關鍵詞:四旋翼飛行器;飛行控制;PID; 四元數
    Algorithm Four-rotor UAV Attitude From The Control
    Abstract: The Four-rotor wing aircraft is the object in the paper. As its flight attitude is hard to reach self-stabilization, the attitude stabilization algorithm is proposed and tested. The Px4 is the control core of the flight system, and the Kalmar filter can compensate the data in the Hardware. The sensor circuit and the Non reversing motor are designed which coincide with the controller. Its flight Attitude can achieve the real-time stability. The data is obtained using MATLAB simulation in the paper. What’s more, the Four-rotor Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is designed. Finally, it
    can fly successful and to its flight attitude achieve the real-time stability.
    Key  words: Four-rotor UAV; Flight control; PID; Quaternion
    目  錄

    摘  要    1
    1 緒論    2
    1.1 研究的背景    2
    1.2 發展歷史及國內外研究現狀    2

    源`自^六;維'論.文;網www.kj9998.cn


    1.3 課題研究內容及目標    3
    2 四旋翼無人機的姿態控制原理及算法    4
    2.1 四旋翼無人機姿態的控制原理    4
    2.2  PID算法對四軸飛行器的姿態控制    4
    2.3 四元數姿態矩陣解算理論    5
    2.4 姿態角更新算法    9
    2.5 四旋翼融合加速度計    10
    3 四旋翼飛行器動力學建模    11
    3.1 四旋翼控制系統仿真模型建立    11
    3.2機體結構仿真    11
    4 四旋翼飛行器處理系統及處理模塊    12
    4.1微處理器px4和最小系統    12
    4.2四旋翼主控系統    12
    4.3 四旋翼姿態解算    14
    5 四旋翼無人機的設計和試調    17
    5.1硬件設計    17
    5.2 試調飛行    17
    6 總結與展望    19
    6.1總結    19
    6.2展望    19
    參考文獻    20
    致謝    21
    四旋翼無人機的姿態自控制算法研究
    1 緒論
    1.1 研究的背景
    隨著航天科技的不斷成熟和發展,無人機以重量輕、體積小、結構簡單成本低等特點在當代,隨著科學技術的不斷地提高,各項技術都在飛速的發展,而在航天領域中,由于體積較小,質量較輕,在執行工作任務時較為隱蔽,而且并不需要駕駛員在機上操作,大大減少了不必要的人員傷亡,解放了飛機的空間布局,可以使其更加的適應飛機的操作而不需要考慮駕駛員的操作環境的相關問題,并且更加的適應狹窄,缺氧的等特種環境下的飛行任務,所以受到很多學者和專家的關注。
    源`自^六;維'論.文;網www.kj9998.cn

    1.2 發展歷史及國內外研究現狀
    1.發展歷史
    四旋翼飛行器的出現是在20世紀初,這個階段的飛行器是無人機發展的一個雛形,技術水平相對落后,發展方向主要是能夠承載一個或者兩個人的飛行器,荷載能力非常有限,飛行員不能穩定的控制無人機的飛行。1907年夏天,法國兄弟路易斯和雅克在夏爾 羅貝爾 里歇教授的指導下進行他們制作的第一次四旋翼飛行器的試飛 MATLAB四旋翼無人機的姿態自穩定控制算法研究:http://www.kj9998.cn/zidonghua/20190725/36334.html
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