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四旋翼飞行器的悬停控制研究(论文原稿) 四旋翼飞行器的悬停控制研究(论文原稿)

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《四旋翼飞行器的悬停控制研究(论文原稿)》修改意见稿

1、“.....悬停控制是非常必要的,而现阶段大多数的悬停控制方案基于民用全球定位系统或计算机视觉控制。但对环境要求较大,在些信号不覆盖的地方不能使用,而计算机视觉控制对微处理器的功能要求比较高。基于状态观测方程,可以获得卡尔曼滤波器大测值为校正后估计值为校正前的预测均方差为校正后的误差均方值,为卡尔曼增益矩阵。卡尔曼滤波的主要思想是预测与修正。在本飞行控制系统中,对于姿态结算和高度数据获取,卡尔曼滤波都是最重要的算法,已经介绍了卡尔曼滤波在姿态解算中发挥的作用,本文将详细讨论卡尔曼滤波在高度数据获取中的应用。关键词旋翼定点悬停气压低通滤波卡尔四旋翼飞行器的悬停控制研究论文原稿结束语经过在实际旋翼飞行器上的测试,在实际飞行中,使用與气压计的旋翼飞行器,通过本文所述的方法,可以实现基本的悬停控制,如图所示......”

2、“.....机身尺寸整机质量最大起飞重量最大任务载荷电机直流无刷电机桨塑料正反桨机架脚架塑料电池锂电池控制器从实际测试数据可体现高度是否稳定,因此,若能够直接对轴速度进行很好的闭环控制,必然会改善悬停的动态特性及稳定性。轴速度可以由轴高度的变化对时间做微分得到,本文将轴速度作为整个系统的增稳环节,而仅仅对轴速度进行控制则会使旋翼控制的实时性变差,因此将轴速度作为内环控制,作为整个系统的增稳环节。而高度作为外环,其作用体现在对旋翼飞行器高度,代表周速度。加速度计长期数据可靠度较大,而实时采样数据受到机体震动等外界因素的干扰,导致毛刺较多。从频域上讲,加速度计的低频信号可用而高频信号大多为噪声。轴加速度的次积分为轴移动的距离,而加速度计若存在误差,则误差也会被次积分,但若高度发生变化......”

3、“.....气压计的读数受环境影响较大,漂移较为严重,可以看出旋翼飞行器的运行方式主要包括个方面的内容,有垂直起降和悬停偏航运行俯仰运动以及滚转运动个,其中,基本的运动方式就是悬停运动以及垂直起降运动,但飞行器在空中飞行时会受到气流气压等多种噪声干扰,飞行器的运动状态会发生改变。所以控制控制旋翼飞行器的悬停,即控制横滚角,俯仰角,与航向角,以及高度。旋翼飞行器控制系统经过反复多为了方便叙述,定义机体坐标系以飞行器重心为原点,纵轴为轴,方向同机头方向在飞行器对称面内且垂直于轴为轴,方向向下与,轴垂直且向右为正方向为轴。根据右手定则由飞机重心为原点定义地面惯性坐标系。轴相对于平面的变化,即俯仰角轴在平面的投影与之间的夹角,即偏航角以及飞行器对称面对称面内且垂直于轴为轴,方向向下与,轴垂直且向右为正方向为轴......”

4、“.....轴相对于平面的变化,即俯仰角轴在平面的投影与之间的夹角,即偏航角以及飞行器对称面绕轴转动角度,即横滚角。由于轴飞行器在空间中有个自由度,即在地面惯性坐标系中,沿个坐标。可以看出旋翼飞行器的运行方式主要包括个方面的内容,有垂直起降和悬停偏航运行俯仰运动以及滚转运动个,其中,基本的运动方式就是悬停运动以及垂直起降运动,但飞行器在空中飞行时会受到气流气压等多种噪声干扰,飞行器的运动状态会发生改变。所以控制控制旋翼飞行器的悬停,即控制横滚角,俯仰角,与航向角,以及高度。旋翼飞行器控制系统经过反前高度,期望角度。轴速度为则本系统控制算法可表示为结束语经过在实际旋翼飞行器上的测试,在实际飞行中,使用與气压计的旋翼飞行器,通过本文所述的方法,可以实现基本的悬停控制,如图所示......”

5、“.....机身尺寸整机质量最大起飞重量最大任务载荷电机直流无刷电机桨塑料正四旋翼飞行器的悬停控制研究论文原稿绕轴转动角度,即横滚角。由于轴飞行器在空间中有个自由度,即在地面惯性坐标系中,沿个坐标轴做平移和旋转运动。通过对轴飞行器的运动分析,可以得出飞机的姿态变化可以分解成横滚角,俯仰角,航向角的变化,而轴的平移运动可以看做高度的变化,如图所示。容滤波在频域上有阻挡高频信号的特点,在相位上存在滞后,阻容滤波也成为滞后滤波。而阶低通滤波较阶低通滤波理想阶低通滤波器的传递函数为变换式中为采样周期反变换得到差分方程称为滤波系数,其中为本次计算结果,为得到的新数据,为前次计算的结果。滤波参数与截止频率和采样时间有关。四旋翼飞行器的悬停控制研究论文原稿制算法对旋翼飞行器的物理模型进行分析后......”

6、“.....因此,若能够直接对轴速度进行很好的闭环控制,必然会改善悬停的动态特性及稳定性。轴速度可以由轴高度的变化对时间做微分得到,本文将轴速度作为整个系统的增稳环节,而仅仅对轴速度进行控制则会使旋翼控制的实时性变差,因此将轴速度作为内环控做平移和旋转运动。通过对轴飞行器的运动分析,可以得出飞机的姿态变化可以分解成横滚角,俯仰角,航向角的变化,而轴的平移运动可以看做高度的变化,如图所示。基于与气压计的悬停控制系统的算法设计与实现获得理想的控制量低通滤波低通滤波分为很多种,对于从模拟信号发展而来的最简单的低通滤波,分为阶阻容滤波,和阶阻容滤波,阻多种方案的反复比较分析,本文决定采用电子航向系统,高精度气压计作为数据的采集,通过方式向主控芯片传输数据,并对气压计做隔离处理,降低气流对气压计的干扰......”

7、“.....利用串口方式蓝牙方式,使飞行器与上位机进行通讯。为了方便叙述,定义机体坐标系以飞行器重心为原点,纵轴为轴,方向同机头方向在飞行器反桨机架脚架塑料电池锂电池控制器从实际测试数据可知,利用本文所描述的算法,可以的到较理想的飞行器高度数据并加以控制,观测到的结果与实验数据吻合。参考文献汪绍华,杨莹基于卡尔曼滤波的旋翼飞行器姿态估计和控制算法研究控制理论与应用,作者单位哈尔滨理工大学黑龙江省哈尔滨市。四旋翼飞行器的悬停控制研究论文原稿制,作为整个系统的增稳环节。而高度作为外环,其作用体现在对旋翼飞行器高度的精确控制。采用位臵式数字控制上式中,为输出值,为期望值与实际值之差,为比例积分微分系数,对应项为比例积分微分项,再将积分项微分项离散化得到公式。高度偏差量为其中......”

8、“.....加速度计的反映非常灵敏。气压计的读数受环境影响较大,漂移较为严重,但短期内较为可信。因此,先对加速度计做低通滤波,经测试研究,经阶低通滤波处理过的数据在实时性与可靠性等方面都满足轴飞行器控制要求,在将得到的数据与气压计数据通过卡尔曼滤波器,用处理过的加速度计的数据去处理气压计的数据。最后输出的高度数据我们认为是理想的。高度递推公式。其中,为校正前预测值为校正后估计值为校正前的预测均方差为校正后的误差均方值,为卡尔曼增益矩阵。卡尔曼滤波的主要思想是预测与修正。在本飞行控制系统中,对于姿态结算和高度数据获取,卡尔曼滤波都是最重要的算法,已经介绍了卡尔曼滤波在姿态解算中发挥的作用,本文将详细讨论卡尔曼滤波在高度数据获取中的应用。高度数据的获得本曼滤波旋翼飞行器是种结构简单的多旋翼形式的飞行器......”

9、“.....主要表现为机体结构简单造价低廉陀螺效应小等多种优势。最重要的是,旋翼飞行器可以做到垂直起降,使得起飞与降落的成本大大减小。因此,这种飞行器广泛的应用与空中拍摄监视侦查等方面。然而,旋翼飞行器本身也存在定的缺陷,飞行器本身在飞行的过程中容易受到噪声甚至是,利用本文所描述的算法,可以的到较理想的飞行器高度数据并加以控制,观测到的结果与实验数据吻合。参考文献汪绍华,杨莹基于卡尔曼滤波的旋翼飞行器姿态估计和控制算法研究控制理论与应用,作者单位哈尔滨理工大学黑龙江省哈尔滨市。四旋翼飞行器的悬停控制研究论文原稿。基于状态观测方程,可以获得卡尔曼滤波器大递推公式。其中,为校正前预度的精确控制。采用位臵式数字控制上式中,为输出值,为期望值与实际值之差,为比例积分微分系数,对应项为比例积分微分项......”

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