無人機三軸云臺的穩(wěn)定控制研究.pdf

1、三軸穩(wěn)定云臺作為機載相機的載體，是獲取高質(zhì)量對地影像的關鍵因素。三軸云臺姿態(tài)測量系統(tǒng)如何實時地獲取高精度姿態(tài)角，如何進行姿態(tài)控制是機載測繪技術的主要研究問題。本文主要研究了三軸云臺傳感器數(shù)據(jù)融合技術、運動加速度估計和補償?shù)男滤惴ㄒ约叭S云臺控制系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設計了基于UD分解的Sage-Husa自適應濾波算法。以傳統(tǒng)Sage-Husa自適應濾波算法為基礎，結(jié)合UD分解算法，提出了基于UD分解的Sage-Husa

2、自適應濾波算法。通過對估計濾波方差矩陣P進行UD分解，降低了數(shù)值計算過程中舍入誤差對濾波的影響，保證了系統(tǒng)的正定性；解決了傳統(tǒng)三軸云臺在姿態(tài)角測量時誤差較大、反應速度較慢的問題。此外，Matlab仿真實驗結(jié)果表明：在解算姿態(tài)角時，采用改進的Sage-Husa自適應濾波算法可以加快姿態(tài)角的求解速度；同時誤差不會隨著時間的累積而發(fā)散，保證了姿態(tài)角的精度要求。⑵設計了一種運動加速度估計和補償新算法。加速度計測量精度易受載體運動加速度影響。對現(xiàn)

3、有的運動加速度抑制算法進行了分析，并針對其他算法的不足，提出一種對運動加速度進行估計和補償?shù)男滤惴?。此算法無需改動濾波器原有結(jié)構設計，幾乎不需要計算量和存儲空間。仿真結(jié)果表明，所提出的新算法能與各種常用的姿態(tài)融合濾波算法相配合，可以有效地消除運動加速度對姿態(tài)測量精度的影響，有助于在動態(tài)環(huán)境下提高姿態(tài)測量精度。⑶設計了基于模糊PID算法的三軸云臺控制系統(tǒng)。根據(jù)三軸云臺的系統(tǒng)結(jié)構，且針對傳統(tǒng)PID控制器無法滿足機載三軸云臺的控制精度的問題，