多螺旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，多螺旋翼無(wú)人機(jī)越來(lái)越融入人們的生活。比如在煤場(chǎng)自燃監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)預(yù)防等工作中，多螺旋翼無(wú)人機(jī)都起到了很大的作用。多螺旋翼無(wú)人機(jī)因其低成本、高安全性、高效率給人們生活帶來(lái)了極大的便捷，因此設(shè)計(jì)一個(gè)多螺旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)是很有必要的。
　　本文自主設(shè)計(jì)的四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，包括四旋翼無(wú)人機(jī)組成，飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面。在四旋翼無(wú)人機(jī)組成方面，主要是介紹了無(wú)人機(jī)的飛行原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)以

2、及相應(yīng)檢測(cè)單元的芯片選型，芯片選型主要介紹所選芯片的功能及相應(yīng)的硬件電路圖和電路原理圖。飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面首先對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)做整體分析，然后對(duì)飛行控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)濾波器、姿態(tài)控制以及串級(jí)PID的設(shè)計(jì)，在控制系統(tǒng)的各部分設(shè)計(jì)中給出具體的流程圖。飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面主要是對(duì)設(shè)計(jì)部分的實(shí)現(xiàn)，主要包括濾波器的實(shí)現(xiàn)、姿態(tài)控制的實(shí)現(xiàn)以及串級(jí)PID的實(shí)現(xiàn)。本文利用空氣動(dòng)力學(xué)原理對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，得到四旋翼無(wú)人機(jī)飛行

3、控制的原始數(shù)據(jù)。濾波器的實(shí)現(xiàn)就是將收集的原始數(shù)據(jù)通過(guò)IIR濾波器進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理，濾波處理主要是過(guò)濾容易引起很大誤差的數(shù)據(jù)。而姿態(tài)控制的實(shí)現(xiàn)是把處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入四元數(shù)算法求出歐拉角，得出四旋翼無(wú)人機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度。串級(jí)PID的實(shí)現(xiàn)是反復(fù)對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)角進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持無(wú)人機(jī)飛行的穩(wěn)定性。
　　最后對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試，然后是整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試，分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明