四旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)設計.pdf

1、四旋翼無人飛行器是一種新型的可垂直起降的小型無人機，它通過改變四個對稱分布的旋翼轉(zhuǎn)速來調(diào)整姿態(tài)與位置，具有可懸停、機動性好、結(jié)構(gòu)簡單等多種優(yōu)點。四旋翼無人飛行器的研究無論是從國防戰(zhàn)略角度，還是從民用角度來看，都有著十分深遠的意義，具有十分廣闊的應用前景。
　　本文以四旋翼無人飛行器為研究對象，首先，介紹了四旋翼飛行器控制系統(tǒng)研究的基本概念和基礎知識，對四旋翼無人飛行器進行力學分析，并根據(jù)系統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)建立其動力學方程，得到系統(tǒng)傳遞函

2、數(shù)，通過對傳遞函數(shù)做適當簡化得到了系統(tǒng)仿真模型。
　　其次，根據(jù)系統(tǒng)性能和功能的要求對四旋翼飛行器的機載主控制系統(tǒng)與地面站系統(tǒng)進行了設計，構(gòu)建了基于DSP的具有較高性能和較小尺寸的飛行控制計算機硬件平臺;設計了基于PID控制策略的飛行控制律，確保了控制參數(shù)調(diào)整的簡單、便捷，符合課題實際應用要求。
　　第三，建立了四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)構(gòu)架，設計了基于互補濾波器的姿態(tài)求解器，討論了四旋翼飛行器的飛行控制問題，提出了一種魯棒控制

3、器設計方法，為下一步進行計算機仿真和整機實驗飛行做好準備。
　　第四，依據(jù)四旋翼無人飛行器的系統(tǒng)仿真模型，通過Matlab中的Simulink模塊，分別對姿態(tài)回路控制算法、姿態(tài)和位置回路的PID控制算法和積分分離PID控制算法進行了仿真，驗證了控制算法的有效性。后續(xù)應用中還要融入到整個四旋翼無人飛行器系統(tǒng)中進行軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試以及飛行測試做進一步考核驗證。
　　最后，在對前面完成的工作進行總結(jié)的基礎上，提出下一步工作的建