可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器垂直起降模式控制系統(tǒng)研究.pdf

1、可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器是近年來無人機(jī)領(lǐng)域的一次重要創(chuàng)新，它既可以以直升機(jī)模式垂直起降和懸停，也可以以固定翼模式高速巡航，此外四旋翼結(jié)構(gòu)使它還具有較大的載重量。這些優(yōu)勢使可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器具有重大的使用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。本文重點(diǎn)對可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器垂直起降模式的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。
　　首先，根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行了機(jī)身設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，給出了微控制器、傳感器和執(zhí)行器等主要器件的選型，并在考慮電磁兼容和系統(tǒng)功耗的情況下對電路板進(jìn)

2、行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終完成了可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器的實(shí)驗(yàn)平臺。
　　其次，對構(gòu)建的可傾轉(zhuǎn)翼四旋翼飛行器進(jìn)行了動力學(xué)分析，得到了其非線性動力學(xué)模型，并經(jīng)過合理的假設(shè)推導(dǎo)出了垂直起降模式線性化后的動力學(xué)方程。傳感器是控制系統(tǒng)反饋信息的重要來源，為了濾除傳感器噪聲，分別使用了擴(kuò)展卡爾曼濾波器和Mahony濾波器來推測精確的姿態(tài)角度，并通過仿真比較兩者的性能。控制器設(shè)計(jì)采用了分層的思想，上層是位置控制器，下層是姿態(tài)控制器。位置控制器采用了雙閉環(huán)