四旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、四旋翼無人飛行器是一種新型的可垂直起降的小型無人機(jī)，它通過改變四個(gè)對(duì)稱分布的旋翼轉(zhuǎn)速來調(diào)整姿態(tài)與位置，具有可懸停、機(jī)動(dòng)性好、結(jié)構(gòu)簡單等多種優(yōu)點(diǎn)。四旋翼無人飛行器的研究無論是從國防戰(zhàn)略角度，還是從民用角度來看，都有著十分深遠(yuǎn)的意義，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文以四旋翼無人飛行器為研究對(duì)象，首先，介紹了四旋翼飛行器控制系統(tǒng)研究的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)四旋翼無人飛行器進(jìn)行力學(xué)分析，并根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際結(jié)構(gòu)建立其動(dòng)力學(xué)方程，得到系統(tǒng)傳遞函

2、數(shù)，通過對(duì)傳遞函數(shù)做適當(dāng)簡化得到了系統(tǒng)仿真模型。
　　其次，根據(jù)系統(tǒng)性能和功能的要求對(duì)四旋翼飛行器的機(jī)載主控制系統(tǒng)與地面站系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，構(gòu)建了基于DSP的具有較高性能和較小尺寸的飛行控制計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái);設(shè)計(jì)了基于PID控制策略的飛行控制律，確保了控制參數(shù)調(diào)整的簡單、便捷，符合課題實(shí)際應(yīng)用要求。
　　第三，建立了四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)構(gòu)架，設(shè)計(jì)了基于互補(bǔ)濾波器的姿態(tài)求解器，討論了四旋翼飛行器的飛行控制問題，提出了一種魯棒控制

3、器設(shè)計(jì)方法，為下一步進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和整機(jī)實(shí)驗(yàn)飛行做好準(zhǔn)備。
　　第四，依據(jù)四旋翼無人飛行器的系統(tǒng)仿真模型，通過Matlab中的Simulink模塊，分別對(duì)姿態(tài)回路控制算法、姿態(tài)和位置回路的PID控制算法和積分分離PID控制算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了控制算法的有效性。后續(xù)應(yīng)用中還要融入到整個(gè)四旋翼無人飛行器系統(tǒng)中進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試以及飛行測試做進(jìn)一步考核驗(yàn)證。
　　最后，在對(duì)前面完成的工作進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出下一步工作的建