四旋翼直升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、四旋翼直升機(jī)是一種槳翼對稱分布，機(jī)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(jī)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(jī)有著六個(gè)自由度，但只有四個(gè)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(diǎn)。本文旨在建立一個(gè)四旋翼直升機(jī)的實(shí)際控制實(shí)驗(yàn)平臺，并在該平臺上進(jìn)行控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
　　首先，對四旋翼直升機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)和動

2、力學(xué)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，利用歐拉角描述四旋翼直升機(jī)的姿態(tài)，在此基礎(chǔ)上建立了四旋翼直升機(jī)的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)模型。采用PID控制器，利用運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)模型，進(jìn)行控制算法的設(shè)計(jì)。主要針對四旋翼直升機(jī)進(jìn)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(yàn)證控制方法的可行性。
　　其次，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求建立了四旋翼直升機(jī)的整套實(shí)驗(yàn)平臺。硬件平臺采用STM32微控制器為控制核心，采用MPU6050采集