四旋翼飞行器悬停控制的研究.pdf

ScienceTechnologyVision 科技视界 四旋翼飞行器悬停控制的研究 周湘淇 刘向东 嘉兴学院南湖学院 浙江 嘉兴 渊 袁 314001冤 摘 要 本文设计的四旋翼飞行器是基于单片机控制下 使其能自主飞行 为实现四旋翼飞行器定高的可靠控制 以电机的转速为控制 揖 铱 袁 遥 袁 量 认为当飞机的重力与飞行器的升力相等时才能悬停 结合实际情况 建立模型 进行 控制 袁 遥 袁 袁 PID 遥 关键词 四旋翼飞行器 定高 控制 揖 铱 曰 曰PID 园 引言 经多次实验袁PID控制器最后的数据如下遥 P=2.2 I=1.2 D=3.5. 四旋翼飞行器也称为四旋翼直升机 简称四轴 四旋翼 是一种有袁 尧 袁 程序的流程图如下院 4个螺旋桨且螺旋桨呈十字形交叉的飞行器 它是多旋翼飞行器中最遥 基本的一种 可以用作航拍 桥梁和电力线路检测 定点巡航 娱乐等 遥 尧 尧 尧 . 还有两轴 三轴 六轴 八轴等类似飞行器 在 年浙江省大学生电 尧 尧 尧 遥 2014 子设计大赛中出现过四旋翼飞行器的题目 要求设计制作一架能够自袁 主飞行的四旋翼飞行器 做到定高飞行袁 遥 本文以四旋翼飞行器悬停控制为目标 首先保证飞行器能平稳飞遥 行 其次再定高飞行 设计以 公司的 作为主 袁 遥 TI launchpadw/tm4c 123 控制器 通过对三轴加速度和陀螺仪 为基础数据的处理 得 袁 MPU6050 袁 到四旋翼飞行器空间姿态角 通过超声波得到四旋翼飞行器的空间位袁 置 最后通过 控制器控制电机的转速 飞行器采用的是无刷电机 袁 PID 遥 袁 这类电机的动力大 利于较大的电机袁 遥 员 四旋翼飞行器的平稳飞行 单片机从MPU-6050芯片获取的数据是飞行器的三轴角速度和 三轴角加速度袁MCU对数据进行处理可以得到飞行器当前的飞行姿 态 使姿态解算得到的欧拉角为基础 利用 控制四个电机的转速 袁 袁 PID 袁 使飞行器达到或保持预定的水平姿态遥 PID计算方式如图 所示员 遥 图猿 图员 3 总结 在该飞行器系统中袁PID各个参数经过调试得出院 本文主要研究了四旋翼飞行器的定高控制的方法 结合实际情袁 K=1P=