小型四旋翼飛行器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、小型四旋翼飛行器是一種結(jié)構(gòu)對稱、操作靈便、能載重懸停的無人機，在民用領(lǐng)域與軍事領(lǐng)域方面扮演著越來越重要的角色，正被無所不能地應(yīng)用著，例如氣象、勘測、交通、植保、航拍、電力等。
　　本文以小型四旋翼飛行器為研究對象，圍繞其姿態(tài)解算、姿態(tài)控制，開展了小型四旋翼飛行器的設(shè)計與實現(xiàn)研究工作。
　　首先對飛行器的結(jié)構(gòu)特點與飛行原理進行了闡述，定義了坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓-歐拉法建立了數(shù)學(xué)模型。假設(shè)飛行器為剛體、忽略空氣阻力及螺旋槳質(zhì)量小和體

2、積小等因素對模型進行了簡化。接著，分別利用PID控制算法和Backstepping控制算法，設(shè)計了姿態(tài)和高度控制器，并搭建了仿真平臺，通過仿真對比分析了PID控制算法與Backstepping算法的控制效果。然后，根據(jù)加速度、陀螺儀與磁力計在頻域上的特性，結(jié)合四元數(shù)姿態(tài)解算，設(shè)計互補濾波器以提高姿態(tài)解算的準(zhǔn)確性。其次，設(shè)計了基于STM32F10X微處理器的小型四旋翼飛行器，包括微控制器模塊、無線通信模塊、電源模塊、姿態(tài)測量模塊、高度測量

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