基于Vicon環(huán)境和Pixhawk飛控的四旋翼飛行器編隊(duì)控制研究.pdf

1、本文研究了在Vicon環(huán)境系統(tǒng)下使用Pixhawk飛控進(jìn)行基于領(lǐng)航-跟隨法的四旋翼飛行器編隊(duì)控制。姿態(tài)穩(wěn)定性研究是四旋翼飛行器控制的核心內(nèi)容之一，亦是實(shí)現(xiàn)其編隊(duì)控制的基礎(chǔ)和前提。姿態(tài)解算用于提供準(zhǔn)確的慣性測量數(shù)據(jù)，是四旋翼飛行器反饋控制的關(guān)鍵一環(huán)。按照這樣的思路，本文首先根據(jù)Vicon系統(tǒng)和Pixhawk飛控各自具備的條件和特點(diǎn)構(gòu)建了系統(tǒng)開發(fā)的平臺(tái)，用以簡化四旋翼飛行器的開發(fā)和調(diào)試過程。其次，根據(jù)飛行原理和牛頓-歐拉公式建立了四旋翼飛行

2、器的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，研究了Vicon系統(tǒng)參與Pixhawk的姿態(tài)解算的方法，并用四元數(shù)法進(jìn)行解算和信息的更新，設(shè)計(jì)了基于PID算法的姿態(tài)控制器和帶有阻尼參數(shù)的位置控制器。阻尼參數(shù)用來保證四旋翼飛行器能夠靈敏捕捉參考軌跡的變化。然后，采用滑模變結(jié)構(gòu)控制對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行編隊(duì)控制，且對(duì)跟隨者的速度進(jìn)行帶有權(quán)重的濾波處理來減少其速度的突變，減少機(jī)體的抖動(dòng)，以提高編隊(duì)控制的抗干擾能力。最后，利用建立的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，分別就以上討論的四旋翼飛行器的姿態(tài)