本文關鍵詞：基于主從ARM的多旋翼無人機飛行控制系統設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型六旋翼無人機以其靈活簡便的操控性、優(yōu)越的低速飛行性能和簡單的機體機構等優(yōu)點而逐漸引起眾多學術科研機構和公司的關注,并迅速成為無人機領域的研究熱點。本文選取的研究對象為小型六旋翼無人機,以具有室外低速巡航和定點懸浮能力為設計要求來展開研究,自行搭建了六旋翼無人機的飛行控制平臺,設計并制作了小型六旋翼無人機控制系統。 首先,根據無人機要實現自主飛行的要求,設計了能搭載在無人機上的硬件電路系統。根據模塊化設計的思想,將硬件電路分成多個功能模塊并分別放在主從兩塊控制板上實現。該系統主要包括電源模塊、光耦隔離模塊、無線通信模塊和系統所需要的傳感器等模塊。 其次,針對六旋翼無人機的機械結構對其進行力學分析,得到其數學模型并對六旋翼無人機進行控制器的設計�？紤]到在實際的飛行過程中飛行器會收到來自外部擾亂的影響,在傳統PID控制器設計的基礎上討論和設計了基于擾動的PID控制器。 再次,詳細介紹了六旋翼無人機飛行控制系統的軟件設計,包括系統軟件、數據采集和控制算法的流程圖以及地面站系統。給出了主從控制器軟件的流程、數據采集和控制算法的實現過程,并介紹了地面站系統的功能。 最后,通過大量的室外飛行實驗來調整控制器參數得到了最適合的參數,實現了飛行器的穩(wěn)定飛行。對飛行器的實際飛行數據做了分析,從實際的飛行效果來看,飛行控制系統穩(wěn)定,達到了預期的效果。
【關鍵詞】：六旋翼 姿態(tài)控制 PID 擾動觀測器 飛行控制系統
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：V279;V249.1
【目錄】：

• 目錄3-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 課題研究背景7
• 1.2 研究歷史7-11
• 1.3 國內外的研究現狀11-13
• 1.4 本文的組織結構13-14
• 第二章 硬件平臺搭建14-29
• 2.1 無人機的整體構架14-15
• 2.2 微處理器15-16
• 2.3 主控制板設計16-20
• 2.3.1 氣壓計模塊16-18
• 2.3.2 地磁計模塊18-19
• 2.3.3 全球定位系統(GPS)模塊19
• 2.3.4 無線傳輸模塊19-20
• 2.4 從控制板設計20-27
• 2.4.1 系統供電方案20-21
• 2.4.2 微處理器外部電源設計21-22
• 2.4.3 陀螺儀模塊22-24
• 2.4.4 加速度計模塊24
• 2.4.5 數據存儲模塊設計24-26
• 2.4.6 PWM信號隔離電路26-27
• 2.4.7 JTAG調試下載電路27
• 2.5 PCB布局及抗干擾設計27-28
• 2.6 本章總結28-29
• 第三章 數學建模及控制器的設計29-47
• 3.1 六旋翼無人機的構成及飛行原理29-31
• 3.2 六旋翼無人機數學建模31-39
• 3.2.1 直流無刷電機數學模型31-32
• 3.2.2 動力學方程的建立32-39
• 3.3 傳統PID控制器設計39-42
• 3.3.1 PID控制器的原理39-40
• 3.3.2 基于PID控制算法的控制器設計40-42
• 3.4 基于擾動的PID控制器設計42-46
• 3.4.1 擾動觀測器的基本原理42-44
• 3.4.2 基于擾動觀測器PID控制器的設計44-46
• 3.5 本章總結46-47
• 第四章 軟件平臺搭建47-54
• 4.1 六旋翼飛行器控制系統軟件設計47-49
• 4.1.1 飛行控制系統軟件總體架構47-48
• 4.1.2 飛行控制系統軟件總體流程圖48-49
• 4.2 數據采集流程圖49-51
• 4.3 控制算法流程圖51-52
• 4.4 地面站系統52-53
• 4.5 本章總結53-54
• 第五章 仿真及實驗結果54-60
• 5.1 仿真54-58
• 5.2 實驗58-59
• 5.3 本章總結59-60
• 第六章 總結60-61
• 參考文獻61-65
• 作者簡介65-66
• 致謝66

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 張振;都基焱;葉純;;小型無人機三軸飛行仿真轉臺設計[J];兵工自動化;2013年11期

  本文關鍵詞：基于主從ARM的多旋翼無人機飛行控制系統設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284259