化工大学继续教育学院论文1控制算法中的给定值设定的参考,也是飞行器在一般飞行条件下对于姿态变化要求的占空比改变值的基础。获得了相关信息后,除了飞行器高度控制用超声波传感器测量获得外,还必须对于飞行器的目前姿态做测量组成闭环系统,而姿态测量的传感器选择使用陀螺仪,它以在不同倾斜状态下对于四壁压力的不同感知姿态信息,但是由于在飞行器上,有抖动,变化速度快,其输出波形干扰严重,目前大多采用卡尔曼滤波的软件滤波办法滤波。除此之外,研究内容中还包括对于飞行器控制算法的选择,拟定采用双PID控制和神经元算法两种。1.4.2研究方案四旋翼的动力结果主要由电子调速器、直流无刷电机和螺旋桨构成。模型分析主要涉及空气动力学、无刷电机模型和电子调速器硬件电路。实施方案:利用空气动力学建立螺旋桨转速和拉升力之间的关系,在利用无刷电机模型和螺旋桨建立输出波形和转速的关系并最终得出PWM波和拉升力的直接对应关系。陀螺仪的主要功能在于传感三个轴向上的角度和加速度,利用四元数法以及卡尔曼滤波分析获得滤波之后的陀螺仪数据也就是姿态数据,为控制模块给出当前姿态信息。控制算法拟采用双PID环或BP神经元网络或模糊算法。实施方案:做成实物之后,用三种不同的控制算法编程,拟采用MSP430微处理器。调试之后得出三种不同算法的优缺点以供参考。1.5系统设计框图对于四轴飞行器来说,其中最重要的组成部分就是机架、无刷电机、电子调速器(下文简称电调)、飞控芯片四个部分。机架用于支撑,无刷电机用于驱动螺旋桨旋转产生力。而因为所提供的电源是直流电源,无刷直流电机虽然是直流但实际输入是三相电,电机转速随三相电频率变化而变化,所以在电源和电机之间需要一个部件来转换电能和控制转速,这就是电子调速器的作用。飞控芯片作为本设计最主要的部分,主要功能是传感姿态、计算补偿来控制辽宁石油化工大学继续教育学院论文44飞行器的稳定。具体框图如下:
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