基于微慣性組合的旋翼飛行器姿態(tài)檢測及控制算法研究.pdf

1、旋翼飛行器包含了機(jī)械結(jié)構(gòu)清晰、便捷的操控性能、能夠垂直起落、獨立飛行以及自主降落等幾大特性，使之大規(guī)模的出現(xiàn)在了軍事范疇以及商貿(mào)范疇。本課題針對于旋翼飛行器在姿態(tài)控制模塊中存在著的對振動因子的抗干擾能力弱、穩(wěn)定性差以及低成本范疇使用率低等問題，研究開發(fā)出一套革新的基于低成本慣性測量單元的旋翼飛行器姿態(tài)檢測及飛行控制體系。
　　課題研究內(nèi)容主要包含了采用低成本 MEMS慣性傳感器實時檢測飛行器的狀態(tài)，首先對低成本 MEMS慣性傳感器

2、做快速誤差標(biāo)定分析，利用改進(jìn)型卡爾曼濾波的多個數(shù)據(jù)源信息融合技術(shù)以及基于遺傳算法的 PID控制方案的姿態(tài)檢測控制器解算出無人機(jī)的姿態(tài)信息，最后經(jīng)由飛行器驅(qū)動直流無刷電機(jī)的反饋實現(xiàn)理想飛行效果。本課題所研究的這套算法應(yīng)用于飛行控制系統(tǒng)中的姿態(tài)解算與姿態(tài)控制模塊當(dāng)中。姿態(tài)解算單元是對被測載體的姿態(tài)和方位數(shù)據(jù)完成處理，姿態(tài)控制單元是調(diào)整輸入量來變更無人機(jī)的運動方向以及姿態(tài)。
　　同國內(nèi)外的現(xiàn)有科研成果做比對，本文的主要研究成果體現(xiàn)在：<

3、br>　　首先針對低成本 MEMS-IMU模塊，開發(fā)了快速標(biāo)定算法。經(jīng)由實驗數(shù)據(jù)得到，低成本慣性測量單元的零偏時變特性不突出，所以就系統(tǒng)固定零偏實施現(xiàn)場快速標(biāo)定；
　　其次本系統(tǒng)在姿態(tài)解算單元中提出了一種創(chuàng)新的微慣性單元信息整合的改進(jìn)型卡爾曼濾波姿態(tài)確定算法，經(jīng)由實驗驗證能夠得出，優(yōu)化后的算法能提升濾波的效率，得到更具可靠性的載體姿態(tài)數(shù)據(jù)值。
　　最后本系統(tǒng)在控制算法單元中提出了一種基于遺傳算法的 PID整定控制器的控制策略