| 四旋翼飞行器物理数学模型及微控制系统设计 |
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| 引用本文： | 田睿,孙迪飞. 四旋翼飞行器物理数学模型及微控制系统设计[J]. 电子技术应用, 2019, 45(12) |
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| 作者姓名： | 田睿 孙迪飞 |
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| 作者单位： | 河南工业职业技术学院基础科学部,河南南阳473000;郑州大学物理工程学院,河南郑州450001;河南工业职业技术学院基础科学部,河南南阳,473000 |
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| 摘 要： | 针对四旋翼飞行器运动复杂控制难的问题,建立了四旋翼物理数学模型。分析了当前几种姿态解算方案的不足,选用四元数姿态解算方案,消除了运算中的转动不可交换性误差。根据下一时刻角度数据的可预测性,设计了卡尔曼滤波器以滤去电机高速运转带来的机体高频震荡、环境电磁干扰及温漂带来的干扰噪声信号。设计了微控制系统电路,构建了串级PID调节器,使系统恢复到平衡位置的角速度与角度成正比,解决了大角度误差带来的震荡及小角度误差带来的力度不足问题。室外飞行实验结果表明,飞行器可以实现稳定悬停、前进、后退、偏航等一系列运动,解决了飞行器稳定性差、控制难的问题。
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| 关 键 词： | 四旋翼飞行器 物理数学模型 四元数 串级PID调节 卡尔曼滤波 |
The physical mathematics model and the micro control system of four-rotor aircraft |
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