基于DSP的有纜六旋翼飛行控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。此類無人機(jī)能量來源依靠容量有限的機(jī)載電池，因此飛行時(shí)間和機(jī)載能力都受到了限制，這對(duì)多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用推廣造成了障礙。本文從能量供給問題出發(fā)，提出了一種通過柔性線纜進(jìn)行地面供電的方法。這種方法能夠解決無人機(jī)續(xù)航和機(jī)載電子設(shè)備供電問題，使其能夠被用于不間斷定點(diǎn)監(jiān)控、球賽轉(zhuǎn)播及會(huì)場(chǎng)錄制等。
　　有纜六旋翼飛行控制系統(tǒng)主要由六旋翼飛行器、柔性線纜、上位機(jī)和線纜收放器組成。本文對(duì)所使用

2、的柔性線纜和六旋翼飛行器進(jìn)行了非線性模型的建立。設(shè)計(jì)了內(nèi)環(huán)姿態(tài)環(huán)、外環(huán)位置環(huán)的雙閉環(huán)飛行控制器。姿態(tài)控制器使用遺傳優(yōu)化模糊全局滑?？刂?，位置控制使用遺傳優(yōu)化 PID控制。在滑?？刂浦屑尤肽：刂疲軌驕p輕系統(tǒng)的抖振，從而使直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化頻率降低，進(jìn)而減小機(jī)體的震動(dòng)，有效的防止了機(jī)械結(jié)構(gòu)的松動(dòng)。機(jī)載捷聯(lián)慣性導(dǎo)航所使用的傳感器為主流的MEMS傳感器模塊，其中包括三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)、三軸加速度計(jì)和氣壓高度計(jì)。本文對(duì)這些傳感器的特性

3、進(jìn)行了介紹，并分別利用三軸陀螺儀和三軸磁力計(jì)與三軸加速度計(jì)的組合兩種方法對(duì)飛行器姿態(tài)進(jìn)行解算，將兩種解算的結(jié)果利用卡爾曼濾波算法進(jìn)行融合以得到更加精確的姿態(tài)角，從而進(jìn)行精確的導(dǎo)航信息解算。六旋翼飛行控制器的硬件和軟件以 TMS320F28335為主控芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)物實(shí)驗(yàn)分為室內(nèi)靜態(tài)測(cè)試和室外動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)試是對(duì)姿態(tài)控制器功能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明三個(gè)姿態(tài)角能夠跟蹤給定目標(biāo)角度，俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的抖動(dòng)比偏航角要大。動(dòng)態(tài)測(cè)試是對(duì)位置控制器功能