可變翼無人機姿態(tài)及飛控系統(tǒng)研究.pdf

1、在當(dāng)今科技快速發(fā)展的背景下，無人機的研究取得了很大的進(jìn)展。變后掠翼技術(shù)的應(yīng)用可以使飛行載體在飛行中通過實時改變機翼達(dá)到提高不同飛行狀態(tài)下飛行效率的效果。在工程應(yīng)用中，載體的姿態(tài)測量方法是一個熱點，如何在含噪聲的數(shù)據(jù)中得出高精度的載體姿態(tài)數(shù)據(jù)始終是工程項目的一個難點。目前，捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（SINS）是獲取載體姿態(tài)信息的重要技術(shù)之一，利用SINS進(jìn)行載體姿態(tài)測量是目前國內(nèi)外研究的熱點之一。
　　本文在對國內(nèi)外可變翼無人機研究現(xiàn)狀分析

2、的基礎(chǔ)上，接著詳細(xì)介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，根據(jù)姿態(tài)測量的需要，給出了幾種常用的坐標(biāo)系以及坐標(biāo)間轉(zhuǎn)換的相關(guān)定義，著重給出了本地NED坐標(biāo)系和載體坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。同時對姿態(tài)矩陣計算進(jìn)行研究，給出了歐拉角法、方向余弦法、四元數(shù)法三種解算姿態(tài)矩陣的公式。對上述幾種有關(guān)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航參數(shù)的解算方法以及姿態(tài)角的求解進(jìn)行了分析，為載體姿態(tài)信息的獲取做好了理論準(zhǔn)備。
　　為更好的對可變翼無人機飛控系統(tǒng)進(jìn)行了一個總體的分析，文章提

3、出了以STM32F103ZET6作為主控制器設(shè)計了一套小型變后掠翼無人機飛控系統(tǒng)。選用了集成三軸陀螺儀及三軸加速度計的MPU6050傳感器，低功耗的HMC5883L三軸磁強計等傳感器。按照模塊化的思想，對飛控系統(tǒng)總體方案進(jìn)行設(shè)計以及對各傳感器模塊進(jìn)行測試。最后，通過顯示模塊對載體的姿態(tài)數(shù)據(jù)、溫度及高度等信息進(jìn)行實時顯示。
　　通過上述對可變翼無人機飛控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，為使無人機在導(dǎo)航方面測得更加精確的姿態(tài)信息，于是對其采用組合導(dǎo)