四旋翼飛行器自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì).pdf

1、根據(jù)四旋翼飛行器側(cè)重于重量輕、體積小、功耗低、性價(jià)比高的特點(diǎn)，提出了一種數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。飛行控制計(jì)算機(jī)是四旋翼飛行器自動(dòng)駕駛儀的基本組成部件。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于C8051F020高性能單片機(jī)為核心的飛行控制計(jì)算機(jī)。 為了便于控制，四旋翼飛行器采用對(duì)稱分布的結(jié)構(gòu)形式。本文分析了四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)形式及其工作原理。對(duì)四旋翼飛行器的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析，建立了非線性數(shù)學(xué)模型。通過引入四個(gè)控制量，

2、把非線性模型分解成四個(gè)獨(dú)立的控制通道，分解后的非線性模型又進(jìn)一步采用小擾動(dòng)法進(jìn)行線性化，得出了懸停狀態(tài)下四旋翼飛行器簡(jiǎn)化的線性模型，作為四旋翼飛行器控制對(duì)象進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在密切聯(lián)系四旋翼飛行器工作原理和線性模型的基礎(chǔ)上，提出控制系統(tǒng)的控制策略以及實(shí)施方案，采用經(jīng)典的PID控制方法，設(shè)計(jì)了四旋翼飛行器在懸停狀態(tài)下姿態(tài)控制律和位置控制律。對(duì)數(shù)字仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了控制方案的可行性。 為了有效地調(diào)節(jié)四個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變旋翼轉(zhuǎn)速，