四旋翼飞行器PPT

2.国外发展状况
国外已经对四旋翼飞行器做了大量研究， 起步比国内早很多，研究主要集中在以下 几个方面： 1、基于惯性导航的飞行器控制技术 2、基于视觉的自主飞行控制和自主飞 行控制系统
2.国外发展状况
2.国内发展状况
南航：直升机理论和数学建模，模糊控制 北航：共轴双翼机的自主控制与研发工作 浙大、清华：机载GPS和数学建模机器人 视觉 上海交大：受控对象的非线性
6.常见硬件芯片选取
目前主流的硬件芯片选取主要的 STM32、DSP、ARM系列等等。 STM32系列基于专为要求高性能、低成 本、低功耗的嵌入式应用而设计的ARM Cor—tex—M3内核。它主要负责采集传 感器检测到的姿态角速率(俯仰角速率、 横滚角速率和偏航角速率)、三轴的线加 速度和航向信息并实时解算；根据检测 到的飞行信息，结合既定的控制方案， 计算输出控制量；通过尢线通信模块与 地面进行数据的传输，实现接收控制命 令改变飞行状态和下传飞行状态数据。
3.四旋翼无人机飞行原理简介
4.四旋翼无人机控制器设计方法
主要的控制方法归纳起来有几种： 1.PID控制 2. 鲁棒控制 3.模糊控制、 4.非线性控制 5.自适应神经网络控制
5.四旋翼无人机特点
特点： 1.欠驱动非线性耦合系统(受控对象4 输入6输入) 2.静不稳定系统(需要时刻对系统控制)
7.飞行姿态解算数据处理方法
通过了解飞行姿态并相应调整驱动电机转速可 以控制飞行器平稳飞行。飞行姿态解算数据处理 方法主要有基于互补滤波器、卡尔曼滤波器等。 卡尔曼滤波是一个最优化自回归数据处理算法。 在四旋翼飞行系统中，需要对陀螺仪和加速度传 感器所测得的数据进行综合和校正。如果使用简 单的均值滤波，很难满足精度和实时性上的要求。 故通过卡尔曼滤波将加速度传感器和陀螺仪的数 据进行融合，在计算四旋翼飞行器的实时姿态时 很好地抑制了噪声的干扰作用，以提高测量精度， 为自主飞行控制创造了条件。
报告wk.baidu.com容
• • • • 1、课题研究背景及意义 2、国内外发展状况 3、四旋翼无人机飞行原理简介 4、四旋翼无人机控制器设计方法
• 5、四旋翼无人机特点 • 6、常见硬件芯片选取 • 7、飞行姿态解算数据处理方法
1.研究背景及意义
1907 年,第一架四旋翼飞行器“ Gyroplane No. 1 ”升上了天空。但由 于构造复杂不易操纵等原因,大型四旋翼飞行器的发展一直都比较缓慢 。近年来,随着新型材料、微机电(MEMS) 、微惯导(MIMU) 以及飞行控 制等技术的进步,微小型四旋翼飞行器得到了迅速发展，其优势和意义 主要有： • 优势 – 螺旋桨小，飞行安全 – 结构简单，控制灵活 • 用途 – 军用：侦查、监视、诱饵、通信中继 – 民用：大气监测、交通监控、森林防火