架空電力線巡檢用四旋翼飛行器設(shè)計和研究.pdf

1、四旋翼飛行器是無人飛行器(UAV)的一個重要發(fā)展方向，簡單的對稱機(jī)械結(jié)構(gòu)以及多輸入輸出的欠驅(qū)動控制模型，決定其具有高度靈活的體積結(jié)構(gòu)和良好的可操作、控制性能，同時垂直起降和懸停的飛行特點，有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。
　　針對架空電力輸電線纜巡檢的應(yīng)用背景，設(shè)計一套四旋翼飛行器控制軟硬件系統(tǒng)。考慮電力巡檢的技術(shù)手段和應(yīng)用環(huán)境，通過分析四旋翼飛行器的基本運動規(guī)律，結(jié)合機(jī)械和性能指標(biāo)，設(shè)計四旋翼飛行器電力巡線機(jī)器人的系統(tǒng)方案。根據(jù)系統(tǒng)方案，

2、針對四旋翼飛行器姿態(tài)測量和解算需求，采用ARM-M4浮點型控制器為核心設(shè)計以9軸傳感器、WIFI通信驅(qū)動芯片為主要部分的硬件電路。另外為充分利用電池，優(yōu)化系統(tǒng)供電方案，平衡系統(tǒng)功耗和性能指標(biāo)。對于軟件部分，以四元數(shù)算法為基礎(chǔ)，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法進(jìn)行飛行器姿態(tài)融合，優(yōu)化測量誤差造成的控制問題。并且結(jié)合PID控制算法結(jié)構(gòu)簡單和高魯棒性的良好性能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織、自學(xué)習(xí)的優(yōu)點，利用PIDNN算法進(jìn)行四旋翼飛行器控制。
　　針對硬