四旋翼直升機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、四旋翼直升機是一種槳翼對稱分布，機械結(jié)構(gòu)簡單，姿態(tài)控制靈活，可垂直起降的六自由度多旋翼飛行器。與傳統(tǒng)的單旋翼直升機相比，更適合于航拍、線路巡檢，近地飛行等任務(wù)，在軍用與民用領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用前景。四旋翼直升機有著六個自由度，但只有四個控制輸入，屬于典型的欠驅(qū)動控制系統(tǒng)，控制方法復(fù)雜，因此在國內(nèi)外成為了研究的熱點。本文旨在建立一個四旋翼直升機的實際控制實驗平臺，并在該平臺上進行控制系統(tǒng)實驗。
　　首先，對四旋翼直升機的機體結(jié)構(gòu)和動

2、力學(xué)特性進行了詳細的分析與研究，利用歐拉角描述四旋翼直升機的姿態(tài)，在此基礎(chǔ)上建立了四旋翼直升機的運動學(xué)與動力學(xué)模型。采用PID控制器，利用運動學(xué)與動力學(xué)模型，進行控制算法的設(shè)計。主要針對四旋翼直升機進行了滾轉(zhuǎn)角、俯仰角、偏航角以及高度的控制，建立了姿態(tài)控制系統(tǒng)與高度控制系統(tǒng)，并仿真驗證控制方法的可行性。
　　其次，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計要求建立了四旋翼直升機的整套實驗平臺。硬件平臺采用STM32微控制器為控制核心，采用MPU6050采集