小型油動直升機的自動駕駛儀設(shè)計.pdf

1、無人機-UAV(Unmanned Aerial Vehicle)在近幾十年取得了迅猛的發(fā)展。本文的選題正是來源于某小型航拍無人油動直升機自動駕駛儀的設(shè)計。
　　 小型油動直升機的制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，本文選用了90級汽油動力直升機作為自動駕駛儀的控制對象。對機體進行了改裝，提高了整體機械性能。設(shè)計了減震吊艙，用于電路系統(tǒng)的安裝與固定。自主完成了硬件電路系統(tǒng)的總體設(shè)計。其中硬件電路設(shè)計任務(wù)主要包括MEMS傳感器及其信號補償、姿態(tài)解

2、算、飛行軌跡控制和飛行姿態(tài)控制等。
　　 微機械(MEMS)傳感器的使用使本系統(tǒng)更趨于輕量化、小型化。但MEMS傳感器的精度偏低、易受干擾的固有缺點是影響飛機姿態(tài)解算精度的主要原因。本文對傳感器的固定偏移與溫度漂移誤差進行原理分析和算法補償，在0-50℃范圍內(nèi)建立溫度補償模型，采用多項式擬合進行了補償；對傳感器的噪聲采用了正態(tài)檢驗方法予以剔除；對于調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜環(huán)境中傳感器數(shù)據(jù)畸變的問題，設(shè)計了數(shù)字FIR濾波算法，濾除了高

3、頻噪聲，效果明顯。
　　 陀螺儀與具有穩(wěn)定低頻特性的傾角計是姿態(tài)解算的信息來源。雖然陀螺儀具有優(yōu)良的高頻特性，但存在一定的積累誤差，設(shè)計中采用基于互補濾波的多傳感器信息融合技術(shù)來修正該誤差。本文采用旋轉(zhuǎn)四元數(shù)法用于更新姿態(tài)矩陣。為了提高姿態(tài)解算的實時性，使用了四階龍格-庫塔(Runge-Kutta)法更新旋轉(zhuǎn)四元數(shù)。仿真試驗和飛行實驗均表明該方法具有長時精度高、動態(tài)性能好的優(yōu)點。
　　 小型無人直升飛機控制包括飛行軌跡控