基于DSP的有纜六旋翼飛行控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著無人機技術的發(fā)展，多旋翼無人機的應用領域越來越廣泛。此類無人機能量來源依靠容量有限的機載電池，因此飛行時間和機載能力都受到了限制，這對多旋翼無人機的應用推廣造成了障礙。本文從能量供給問題出發(fā)，提出了一種通過柔性線纜進行地面供電的方法。這種方法能夠解決無人機續(xù)航和機載電子設備供電問題，使其能夠被用于不間斷定點監(jiān)控、球賽轉播及會場錄制等。
　　有纜六旋翼飛行控制系統(tǒng)主要由六旋翼飛行器、柔性線纜、上位機和線纜收放器組成。本文對所使用

2、的柔性線纜和六旋翼飛行器進行了非線性模型的建立。設計了內環(huán)姿態(tài)環(huán)、外環(huán)位置環(huán)的雙閉環(huán)飛行控制器。姿態(tài)控制器使用遺傳優(yōu)化模糊全局滑?？刂?，位置控制使用遺傳優(yōu)化 PID控制。在滑?？刂浦屑尤肽：刂?，能夠減輕系統(tǒng)的抖振，從而使直流無刷電機的轉速變化頻率降低，進而減小機體的震動，有效的防止了機械結構的松動。機載捷聯(lián)慣性導航所使用的傳感器為主流的MEMS傳感器模塊，其中包括三軸陀螺儀、三軸磁力計、三軸加速度計和氣壓高度計。本文對這些傳感器的特性

3、進行了介紹，并分別利用三軸陀螺儀和三軸磁力計與三軸加速度計的組合兩種方法對飛行器姿態(tài)進行解算，將兩種解算的結果利用卡爾曼濾波算法進行融合以得到更加精確的姿態(tài)角，從而進行精確的導航信息解算。六旋翼飛行控制器的硬件和軟件以 TMS320F28335為主控芯片進行設計。實物實驗分為室內靜態(tài)測試和室外動態(tài)測試。靜態(tài)測試是對姿態(tài)控制器功能進行測試，結果表明三個姿態(tài)角能夠跟蹤給定目標角度，俯仰角和滾轉角的抖動比偏航角要大。動態(tài)測試是對位置控制器功能