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《基于多傳感器的四旋翼飛行器硬件電路設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2011年第30卷第8期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)113基于多傳感器的四旋翼飛行器硬件電路設(shè)計(jì)于雅莉,孫楓,王元昔(1.哈爾濱工程大學(xué)工程訓(xùn)練中心,黑龍江哈爾濱1500012.哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院。黑龍江哈爾濱150001)摘要:四旋翼飛行器以其優(yōu)良的飛行安全性日益受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼飛行器的控制平臺(tái)和硬件電路的設(shè)計(jì),在對(duì)已有樣機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與飛行原理分析的基礎(chǔ)上,采用多傳感器技術(shù)對(duì)四旋翼飛行器的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)陀螺儀的溫漂現(xiàn)象,提出了以積分?jǐn)?shù)據(jù)補(bǔ)償和陀螺儀中點(diǎn)修正
2、為核心的“互補(bǔ)算法”。通過仿真實(shí)驗(yàn)證明:該設(shè)計(jì)方法的有效性,解決了溫漂問題,為新型無人四旋翼飛行器的研發(fā)提供了參考。關(guān)鍵詞:四旋翼飛行器;互補(bǔ)算法;加速度計(jì);陀螺儀;自主導(dǎo)航中圖分類號(hào):V241.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文奄編號(hào):1000-9787(2011)08-0113-03Hardwarecircuitdesignoffour—rotoraerialrobotbasedonmulti.sensorsYUYa.1.i.,SUNFeng,WANGYuan.X1‘(1.EngineeringTrainingCenter,HarbinEngineeringUn
3、iversity,Harbin150001,China;2.SchoolofAutomation,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Moreattentionispaidtofour—rotoraerialrobotforitsexcellentflightsafety.Inordertodesignthefour—rotoraerialrototcontrolplatformandthehardwarecircuit,onthebasisofanalyzingthepro
4、totypestructurecharacteristicsandflightprinciple,multi—sensortechnologyisusedtodesignthefour—rotoraerialrobothardwarecircuit.Aimedattemperaturedriftphenomenonofgyroscope,putforwardacomplementaryalgorithmwhichuseintegraldatacompensationandgyroscopemid—pointamendmentascore.Simula
5、tionexperimentprovestheeffectivenessofthismethod,andprovidesreferencefortheresearchanddevelopmentofnewunmannedfour—rotoraerialrobot.Keywords:four—rotoraerialrobot;complementaryalgorithm;accelerometer;gyroscope;autonomousnavigation0引言合的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這也給飛行姿態(tài)和位置的控制帶來了很近年來,隨著新材料、新能源、以及飛行控制
6、技術(shù)、微電大困難。本文為了實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼飛行器的控制平臺(tái)和硬件子技術(shù)、微慣導(dǎo)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展使四旋翼飛電路的設(shè)計(jì),在對(duì)已有樣機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與飛行原理分析的基行器迅速發(fā)展起來,與此同時(shí)也有許多優(yōu)秀的文章發(fā)表。礎(chǔ)上,采用多傳感器技術(shù)對(duì)四旋翼飛行器的硬件電路進(jìn)行四軸飛行器的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化,動(dòng)力特性也被深入的研究,了設(shè)計(jì)。提出了以積分?jǐn)?shù)據(jù)補(bǔ)償和陀螺儀中點(diǎn)修正為核心尤其是新傳感器(如視覺傳感器)的應(yīng)用并逐漸嘗試了的“互補(bǔ)算法”,來解決陀螺儀長(zhǎng)時(shí)間使用后的溫漂問題。新的控制方法。與傳統(tǒng)的直升機(jī)相比,四旋翼飛行器以其并結(jié)合充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果對(duì)算法的有效性和實(shí)
7、用性進(jìn)簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)、更小的螺旋槳、優(yōu)良的飛行安全性能和先行了說明。進(jìn)智能控制算法的應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)日益受到廣大學(xué)者的關(guān)注。1四軸飛行器機(jī)體的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)通過調(diào)節(jié)四軸飛行器的4個(gè)直流無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度,進(jìn)從2007年開始,哈爾濱工程大學(xué)工程訓(xùn)練中心自主創(chuàng)而控制4個(gè)螺旋槳的升力和力矩,達(dá)到改變其運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和新實(shí)驗(yàn)室就開展了對(duì)四軸飛行器相關(guān)技術(shù)研究、機(jī)體結(jié)構(gòu)位置的目的。由于四旋翼飛行器只有4個(gè)輸入量,而卻有設(shè)計(jì)和樣機(jī)的制作工作,已經(jīng)制作出了原型樣機(jī)。該原型6個(gè)自由度的輸出。所以是一個(gè)高階非線性、多變量、強(qiáng)偶樣機(jī)由產(chǎn)生升力的4個(gè)旋翼、支撐旋翼的機(jī)身主體框架和收稿日期
8、:2010—10—15基金項(xiàng)目:中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(HEUCF101706)114傳感器