小型旋翼類無人機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：V249.1學校代碼：10213國際圖書分類號：629.7密級：公開工學碩士學位論文小型旋翼類無人機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計碩士研究生：何漠導師：崔乃剛教授申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：飛行器設(shè)計所在單位：航天工程系答辯日期：2013年07月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要摘要旋翼類無人機因其機動性能優(yōu)異，起降方便，成本低廉，安全性好，在包括運輸，勘測，搶險救災(zāi)，航拍等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。絕大多數(shù)旋翼類飛行器都屬于靜不穩(wěn)定

2、飛行器，需要配合性能優(yōu)良的飛行控制系統(tǒng)才能發(fā)揮更佳的使用效果。本文針對旋翼類無人機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計問題展開研究。首先，建立了四旋翼飛行器和單主旋翼帶尾槳式直升機的動力學數(shù)學模型。接著，針對旋翼類飛行器飛行高度低，飛行速度小的工作特點，給出了一種低成本的多傳感器信息融合姿態(tài)確定方案。以離散化的一階慣性環(huán)節(jié)對傳感器輸出數(shù)據(jù)進行濾波處理，用MEMS陀螺儀對載機姿態(tài)的變化進行敏感，用加速度計和磁力計的測量信息對陀螺儀的漂移進行修正，為整個飛行控

3、制系統(tǒng)提供穩(wěn)定且具有足夠精度的載機航姿信息。然后根據(jù)旋翼類無人機的動力學信息提出控制方案，設(shè)計一個PID控制回路，由無人機的姿態(tài)信息和陀螺儀輸出生成控制信號并將之分配到各個執(zhí)行機構(gòu)上，實現(xiàn)對載機的姿態(tài)穩(wěn)定和控制。最后將以上所有內(nèi)容在實際的硬件環(huán)境中體現(xiàn)，并通過四旋翼飛行器和單主旋翼帶尾槳直升機的飛行實驗驗證了本文所有內(nèi)容的合理性和相關(guān)飛行控制系統(tǒng)的可用性。另外，本文針對旋翼類無人機飛行控制系統(tǒng)各部分的參數(shù)設(shè)計進行了深入的討論，對本文內(nèi)容