2023年全國碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、為了使生活更加方便和美好,本文基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μcos-Ⅲ在以ARM Cortex M3為核心的微控制器STM32上展開(kāi)了對便攜式飛行器的初探。
  本文研究的便攜式飛行器采用四旋翼結構。首先,對它的飛行原理和飛行中的姿態(tài)變化進(jìn)行了詳細地分析。然后,對它在飛行過(guò)程中的受力情況進(jìn)行了探討,并建立了動(dòng)力學(xué)模型。接著(zhù),根據常用的四旋翼飛行器的結構設計了便攜式飛行器的機械結構,根據慣性導航原理設計了控制系統的電路。該電路主要包括以A

2、RM Cortex M3為核心的STM32控制器模塊,以加速度角速度感知模塊MPU-6050、磁航向感知模塊HMC5883L、大氣壓感知模塊MS5611構成的感知模塊,以及電源模塊、通信模塊等。結合四元數法和串級PID控制設計了便攜式飛行器姿態(tài)解算和控制算法,并利用該算法進(jìn)行了控制系統的軟件開(kāi)發(fā)。其解算和控制過(guò)程為:利用MPU-6050感知當前狀態(tài)下的加速度和角速度,利用HMC5883L感知到的當前地球磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)濾波處理后,將加速度數據

3、歸一化處理,同時(shí)獲取四元數的重力分量,將兩者的偏差做PI調節補償角速度數據,利用四元數微分方程以角速度的數據去更新四元數,通過(guò)四元數與歐拉角的關(guān)系解算出姿態(tài)角,再利用地球磁場(chǎng)數據去修正姿態(tài)角,用期望的姿態(tài)角與當前的姿態(tài)角的偏差進(jìn)行串級PID控制,將該輸出轉換成PWM形式控制四個(gè)電機的轉速來(lái)控制便攜式飛行器達到期望的姿態(tài)。最后,在上位機PC上開(kāi)發(fā)出了系統仿真與系統參數調試整定模塊,在Simulink上構建了便攜式飛行器控制系統的仿真模型,

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