本文關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器整體設(shè)計(jì)與航跡跟蹤地面站軟件設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一套可以完善執(zhí)行飛行任務(wù)的四旋翼飛行器系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅包括飛行器自身和傳感器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),還包括飛行器控制算法和傳感器數(shù)據(jù)融合算法,同時(shí)為了保證飛行任務(wù)的順利完成,還包括了地面站軟件的設(shè)計(jì)。本文首先回顧了四旋翼飛行器在歷史發(fā)展過(guò)程中艱難曲折的演化過(guò)程,也敘述了隨著近代微機(jī)電技術(shù)的突飛猛進(jìn),多旋翼飛行器技術(shù)呈井噴式爆發(fā)的現(xiàn)狀,并分析了國(guó)內(nèi)外四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀和相關(guān)成果,本文所設(shè)計(jì)的四旋翼飛行器系統(tǒng)也是基于前輩們的工作進(jìn)一步的深入和改進(jìn)。然后本文基于四旋翼飛行器定義了機(jī)體坐標(biāo)系和慣性坐標(biāo)系,再通過(guò)牛頓力學(xué)建立了四旋翼飛行器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型和位置動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)飛行器的實(shí)際情況,提出了幾點(diǎn)假設(shè),基于假設(shè)對(duì)四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。并且基于簡(jiǎn)化的模型設(shè)計(jì)了姿態(tài)和位置的PID控制器。本文還介紹了經(jīng)典的卡爾曼濾波器以用于傳感器數(shù)據(jù)濾波,在傳感器系統(tǒng)中的姿態(tài)測(cè)量和位置推算中用到卡爾曼濾波以融合傳感器數(shù)據(jù),提高信息準(zhǔn)確度,保證四旋翼飛行器的控制器運(yùn)行穩(wěn)定。為了完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),本文對(duì)該系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。尤其針對(duì)其中非常重要的傳感器系統(tǒng)和主控系統(tǒng)兩部分,分別對(duì)其性能、參數(shù)以及功能接口等進(jìn)行了更加詳細(xì)的說(shuō)明�；诒疚乃罱ǖ膶�(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,還對(duì)數(shù)據(jù)采集、位置換算以及數(shù)據(jù)融合等四旋翼飛行器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的講解。本文最后介紹了地面站控制系統(tǒng)軟件的需求分析和軟件設(shè)計(jì),基于C#編寫(xiě)了一套用于與多架四旋翼飛行器通信并布置飛行任務(wù)的地面站軟件,用Google Map和Google Earth的開(kāi)放API實(shí)現(xiàn)了2D/3D電子地圖顯示。
【關(guān)鍵詞】：四旋翼 姿態(tài)控制器 位置控制器 地面站 數(shù)據(jù)融合
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V275.1;TP311.52

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本文編號(hào)：252971