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《四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、9910697分類號;TP3學(xué)校代碼:密級;公開學(xué)號:201220960鮮,巧馨NorthwestUniversityj欄wm/SM資囉;慣破±亨恆巧交MAS'TERSDISSERTATION四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)片-氣fiV1學(xué)科義稱:計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作者:段湘?zhèn)ィ壷笇?dǎo)老師:申衛(wèi)葛卓'西北大學(xué)學(xué)位評定委員會二〇—五年六月MA'STERSDEGREEDISSERTATIONDesinand
2、Imlemen化tionofTheuadro化rgpQFlightControlSys化mSubectName:ComuterArchitecturejpAuthor-wd:DuanXiangSuerv-pisor:Prof.ShenWdchangSchoolofInforma村〇田ScienceandTechnologyNorthwestUniversity’an7Xi10069PJR.China,,JTuiie2015
3、,西北大學(xué)學(xué)位論文知識產(chǎn)巧聲明書本人完全了解西北大學(xué)關(guān)于收集。、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西北大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可W采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所等機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》或其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫。保密論文待解密后適用本聲明。至爲(wèi)學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師答名:申—
4、'切>〇5年^月八曰WS年^月/曰西北大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明;所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外,本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得西北大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名:10校年^月/口日摘要小型四旋翼飛行器是一種多旋翼式無人飛行器,其具有結(jié)構(gòu)
5、簡單、起飛與著陸需要的空間小,,對大障礙環(huán)境具有較高機(jī)動性的特點(diǎn)優(yōu)勢非常適合在室內(nèi)城區(qū)等近地面環(huán)境W及較危險的環(huán)境下執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù),被廣泛的應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域中,受到人們極大的關(guān)注和研究。本課題W小型四旋翼飛行器為研究對象,首先根據(jù)四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)権架特點(diǎn),把四旋翼飛行器分為飛行控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng),根據(jù)每個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和將點(diǎn)選擇相適合的硬件,搭建好四旋翼飛行器的硬件平臺。然后根據(jù)四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)及其飛行原理進(jìn)行分析,建立了慣性坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系,,結(jié)合
6、兩者之間的關(guān)系得出T坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換根據(jù)牛頓第二定律及力矩平衡原理建,對模型進(jìn)行了簡化立了飛行器的動力學(xué)模型和運(yùn)動學(xué)模型,在合理的假定情況下。,,其次針對四旋翼飛行器姿態(tài)解算問題本課題對比了常見歐拉角法和方向余弦法,一選用四元數(shù)法對姿態(tài)解算,基于互補(bǔ)濾波器算法設(shè)計出種優(yōu)化的姿態(tài)求解器,該方法將陀螺儀傳感器、加速度傳感器和數(shù)字羅盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行顫合分析,實現(xiàn)了四旋冀飛行器姿態(tài)的快速準(zhǔn)確解算。)最后根據(jù)四旋翼飛行器的動力學(xué)模型,采用PH控制算法,設(shè)計四旋翼飛行器的姿態(tài)控制系統(tǒng)、高度控制
7、系統(tǒng)和加速度控制系統(tǒng),并通過仿真驗證了控制系統(tǒng)滿足設(shè)計的需要。ID關(guān)鍵詞;四旋翼飛行器,動力學(xué)模型,姿態(tài)解算,互補(bǔ)濾波器,P控制IAbstract-whuadrotorsamutotorunmannedaeriavehceichhastheadvantaesofsimleilirlilQ,gpstta-smaItettructuresflexiblemaneuverabiliandcankeoffandlandin呂inllsace.
8、isvrfi,ypyemnreconna-fbrprforigissancetaski打the打earEarthe打vironinentssuchasindoor,urbane打vironmentsorda打erousenvironmentshavinbroadalicatio打rosectinmilitarandg,gppppy*c.ttt.ivilfieldsuadro化rhasbee