基于數(shù)據(jù)融合的四旋翼無人機(jī)控制器的研究.pdf

1、四旋翼無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)飛行的垂直起降、定點(diǎn)懸停等其他飛行器完成不了的飛行任務(wù)，在軍事和民用領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，已逐漸成為國際研究的熱點(diǎn)，并深受研究者們的青睞。為實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定可靠的飛行對于微處理器、導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)體設(shè)計(jì)、多傳感器技術(shù)、控制算法等各個方面都有較高的技術(shù)要求;因此，四旋翼無人機(jī)的研究給導(dǎo)航技術(shù)、多傳感器技術(shù)、控制方法等領(lǐng)域提供了一個非常便捷、有效的研究平臺，發(fā)展前景十分廣闊。
　　本文在綜述飛行器的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景的基礎(chǔ)上，

2、對多種控制算法展開分析說明，并針對其獨(dú)特特性，重點(diǎn)對飛行器的數(shù)學(xué)模型、非線性控制器及數(shù)據(jù)濾波等問題進(jìn)行研究，論文研究內(nèi)容和主要工作如下:
　　(1)建立四旋翼無人機(jī)的動力學(xué)模型:將飛行器視為剛體，選取影響其運(yùn)動的關(guān)鍵力及力矩，再由牛頓-歐拉方程推導(dǎo)出系統(tǒng)狀態(tài)方程和電機(jī)轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)基于Backstepping方法的四旋翼無人機(jī)控制器的設(shè)計(jì):對Backstepping方法的思想理念、推導(dǎo)過程做了簡要說明。在雙回路

3、結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)上，根據(jù)前面建立的數(shù)學(xué)模型，將Backstepping方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于準(zhǔn)滑模反步法的控制器設(shè)計(jì)，對多個傳感器的數(shù)據(jù)濾波過程進(jìn)行說明，并通過仿真實(shí)驗(yàn)，與典型PID控制方法相比較。
　　(3)四旋翼無人機(jī)的硬件設(shè)計(jì):硬件設(shè)計(jì)包括主要對器件的選型和電路的設(shè)計(jì)。本文主控制器選用STM32F103RBT6芯片，傳感器模塊選用了MPU-6050、電子羅盤HMC5883L模塊、超聲波US-100模塊，GPS;無線通信模塊選用