基于數據融合的四旋翼無人機控制器的研究.pdf

1、四旋翼無人機可以實現(xiàn)飛行的垂直起降、定點懸停等其他飛行器完成不了的飛行任務，在軍事和民用領域都得到廣泛應用，已逐漸成為國際研究的熱點，并深受研究者們的青睞。為實現(xiàn)其穩(wěn)定可靠的飛行對于微處理器、導航技術、機體設計、多傳感器技術、控制算法等各個方面都有較高的技術要求;因此，四旋翼無人機的研究給導航技術、多傳感器技術、控制方法等領域提供了一個非常便捷、有效的研究平臺，發(fā)展前景十分廣闊。
　　本文在綜述飛行器的研究現(xiàn)狀和應用前景的基礎上，

2、對多種控制算法展開分析說明，并針對其獨特特性，重點對飛行器的數學模型、非線性控制器及數據濾波等問題進行研究，論文研究內容和主要工作如下:
　　(1)建立四旋翼無人機的動力學模型:將飛行器視為剛體，選取影響其運動的關鍵力及力矩，再由牛頓-歐拉方程推導出系統(tǒng)狀態(tài)方程和電機轉子的數學模型。
　　(2)基于Backstepping方法的四旋翼無人機控制器的設計:對Backstepping方法的思想理念、推導過程做了簡要說明。在雙回路

3、結構控制基礎上，根據前面建立的數學模型，將Backstepping方法進行改進，提出了基于準滑模反步法的控制器設計，對多個傳感器的數據濾波過程進行說明，并通過仿真實驗，與典型PID控制方法相比較。
　　(3)四旋翼無人機的硬件設計:硬件設計包括主要對器件的選型和電路的設計。本文主控制器選用STM32F103RBT6芯片，傳感器模塊選用了MPU-6050、電子羅盤HMC5883L模塊、超聲波US-100模塊，GPS;無線通信模塊選用