小型無(wú)人直升機(jī)飛控系統(tǒng)及地面通信平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的深入發(fā)展和各國(guó)軍事理論的不斷壯大，小型無(wú)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(jì)與地面數(shù)據(jù)通信平臺(tái)是研究小型無(wú)人直升機(jī)的重要問(wèn)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(dòng)線性化方法研究得到小型無(wú)人直升機(jī)模型，并采用姿態(tài)、高度和位置的串級(jí)PID控制器，開(kāi)展了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)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(jì)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(jì)直升機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，實(shí)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(guó)內(nèi)外小型無(wú)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(wú)人直升機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)小擾動(dòng)法對(duì)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(jí)PID控制原理分別設(shè)計(jì)了小型無(wú)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(duì)控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表

3、明，姿態(tài)、高度控制器能夠快速響應(yīng)并滿(mǎn)足系統(tǒng)控制要求，位置控制器可在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)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(jì)要求，設(shè)計(jì)了飛行控制的軟硬件系統(tǒng)，主要對(duì)主控制器、導(dǎo)航系統(tǒng)模塊、供電系統(tǒng)、舵機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路等所需硬件選型與模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與程序運(yùn)行流程，最后對(duì)飛行控制系統(tǒng)集成測(cè)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(guò)程，設(shè)計(jì)卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法。