小型無人直升機(jī)飛控系統(tǒng)及地面通信平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的深入發(fā)展和各國軍事理論的不斷壯大，小型無人直升機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)之一。飛行控制器設(shè)計與地面數(shù)據(jù)通信平臺是研究小型無人直升機(jī)的重要問題，而后者是前者研究的基礎(chǔ)。應(yīng)用機(jī)理建模與小擾動線性化方法研究得到小型無人直升機(jī)模型，并采用姿態(tài)、高度和位置的串級PID控制器，開展了系統(tǒng)仿真實驗。根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)要求，采用STM32微處理器搭載導(dǎo)航系統(tǒng)等模塊，集成設(shè)計飛行控制系統(tǒng)，為便捷觀察直升機(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，提出基于Labview軟件

2、設(shè)計直升機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)姿態(tài)數(shù)據(jù)曲線與GPS定位信息可視化。本文的主要工作如下：
　　1.在分析國內(nèi)外小型無人直升機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先討論了直升機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和機(jī)體坐標(biāo)系與慣性坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，運(yùn)用機(jī)理建模方法建立小型無人直升機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過小擾動法對直升機(jī)非線性模型線性化，得到線性狀態(tài)空間模型。然后運(yùn)用串級PID控制原理分別設(shè)計了小型無人直升機(jī)的姿態(tài)控制器、高度控制器與位置控制器，并對控制器設(shè)計進(jìn)行了仿真驗證。結(jié)果表

3、明，姿態(tài)、高度控制器能夠快速響應(yīng)并滿足系統(tǒng)控制要求，位置控制器可在較短時間內(nèi)實現(xiàn)點(diǎn)位置與復(fù)雜三維空間曲線的跟蹤。
　　2.根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，設(shè)計了飛行控制的軟硬件系統(tǒng)，主要對主控制器、導(dǎo)航系統(tǒng)模塊、供電系統(tǒng)、舵機(jī)與驅(qū)動電路等所需硬件選型與模塊電路進(jìn)行設(shè)計，分析了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與程序運(yùn)行流程，最后對飛行控制系統(tǒng)集成測試。
　　3.運(yùn)用數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)融合原理，分析通信性能指標(biāo)與四元數(shù)解算方法及過程，設(shè)計卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法。