四旋翼飛行器設(shè)計與控制方法研究.pdf

1、與普通飛行器相比，四旋翼飛行器具有操作靈活，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，可在復(fù)雜惡劣的環(huán)境下執(zhí)行特定任務(wù)，廣泛應(yīng)用于軍事、民用等領(lǐng)域。四旋翼飛行器具有非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，其控制方法一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。本文在自制四旋翼飛行器的基礎(chǔ)上，論述了四旋翼飛行器的研究進(jìn)展，研究其控制方法和穩(wěn)定性問題。本文主要研究工作為：
　　分析了四旋翼飛行器的基本原理和動力學(xué)特性，建立了四旋翼飛行器的動力學(xué)模型。提出了四旋翼飛行器的設(shè)計方案，并進(jìn)行了元件選型

2、、電路設(shè)計與制作，最終搭建了四旋翼飛行器硬件實驗平臺。同時分析了GPS定位原理及輸出數(shù)據(jù)協(xié)議，得到了四旋翼飛行器定位數(shù)據(jù)。
　　論文針對四旋翼飛行器的控制問題，研究了基于PID的控制算法。通過四元數(shù)對飛行器姿態(tài)描述，提出了一種梯度下降法姿態(tài)濾波器的融合算法，根據(jù)簡化的動力學(xué)模型，將姿態(tài)控制分為三個獨(dú)立通道，采用串級PID姿態(tài)控制器，并對高度進(jìn)行單獨(dú)PID控制。通過多次修改PID參數(shù)進(jìn)行實地測試，結(jié)果表明該算法能有效、穩(wěn)定控制四旋翼