可傾轉翼四旋翼飛行器垂直起降模式控制系統(tǒng)研究.pdf

1、可傾轉翼四旋翼飛行器是近年來無人機領域的一次重要創(chuàng)新，它既可以以直升機模式垂直起降和懸停，也可以以固定翼模式高速巡航，此外四旋翼結構使它還具有較大的載重量。這些優(yōu)勢使可傾轉翼四旋翼飛行器具有重大的使用價值和廣闊的發(fā)展前景。本文重點對可傾轉翼四旋翼飛行器垂直起降模式的控制系統(tǒng)進行研究。
　　首先，根據(jù)項目需求進行了機身設計和控制系統(tǒng)硬件設計，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

2、行了優(yōu)化設計，最終完成了可傾轉翼四旋翼飛行器的實驗平臺。
　　其次，對構建的可傾轉翼四旋翼飛行器進行了動力學分析，得到了其非線性動力學模型，并經(jīng)過合理的假設推導出了垂直起降模式線性化后的動力學方程。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。控制器設計采用了分層的思想，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)