模糊PID控制方法在四旋翼飛行器系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、四旋翼飛行器是一種由位于十字交叉頂端的四個螺旋槳驅動的飛行器，其具有垂直起降、全方位任意航行的飛行特性，且其飛行姿態(tài)完全由四個螺旋槳產生的力來控制，相比較固定翼飛行器及普通的單旋翼飛行器具有動作靈敏、操控更容易實現等特點。四旋翼飛行器同時還具有輸入欠驅動（6個自由度，4個輸入）、控制變量多、耦合性強、非線性、常參數不確定及飛行環(huán)境不確定等特性，對其的研究涵蓋了結構設計、機械制造、材料工程、物理力學、氣動力學、慣性導航與制導、傳感技術、能

2、源技術、遙感技術、無線電技術、微機電一體化技術等各項綜合技術。因此四旋翼飛行器一直是世界各國相關科研機構的熱門研究對象。
　　本文以四旋翼飛行器作為研究對象，對四旋翼飛行器的研究現狀進行了深入的調研，全面闡述了四旋翼飛行器的發(fā)展歷史、應用領域及關鍵技術。此外，本文以實驗室搭建的物理平臺為實際研究對象，對四旋翼飛行器進行數學建模以及控制算法的研究。
　　首先，基于可操作性和性價比設計了四旋翼飛行器的物理結構，結合相關硬件設施及

3、傳感器電路搭建物理平臺。測試結果表明該物理平臺能夠滿足對四旋翼飛行器特性研究的需要。
　　其次對所搭建的平臺進行力學分析，通過在不同坐標系下的轉換并依據牛頓-歐拉方程建立其運動學方程而獲得四旋翼飛行器的非線性數學模型。
　　然后對于傳感器獲取的姿態(tài)數據進行融合處理，分析了卡爾曼濾波算法和互補濾波算法的特性，最終選用互補濾波算法融合陀螺儀、加速度計的數據，以獲得準確的飛行姿態(tài)。
　　最后，針對當前四旋翼飛行器研究的最大問