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《六旋翼無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、摘要六旋翼無(wú)人機(jī)是一種具有可垂直起降能力的小型無(wú)人飛行器，它通過上下共軸放置的三組共六個(gè)電機(jī)提供升力，通過改變旋翼轉(zhuǎn)速來調(diào)整姿態(tài)，通過調(diào)整姿態(tài)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)位置控制，具有懸停性能優(yōu)異、移動(dòng)靈活、機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、零部件可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。論文首先對(duì)六旋翼無(wú)人飛行器的調(diào)姿原理進(jìn)行了介紹，分析了其飛行姿態(tài)的調(diào)整方式。并建立了六旋翼無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了必要的簡(jiǎn)化。接著，論文完成了對(duì)于六旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)的組建，組建了高精度的傳感器系統(tǒng)，并完成了飛行控制器硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，完成了硬件調(diào)試工作以及驅(qū)動(dòng)的編寫工作。然后，論文建立了六旋翼無(wú)人機(jī)的完整控制系統(tǒng)，其中包含位置控制部分、
2、高度控制部分以及姿態(tài)控制部分，建立了一套完整的對(duì)姿態(tài)傳感器進(jìn)行機(jī)械防震與數(shù)字濾波的方法；提出了一種新穎的氣壓計(jì)、超聲波傳感器和加速度計(jì)的融合方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了濾波效果；提出了一種優(yōu)化的拉力分配方法使得控制系統(tǒng)的可靠性得到增強(qiáng)。接著，論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了飛行控制軟件的主要功能，從技術(shù)層面上對(duì)于實(shí)時(shí)性與可靠性進(jìn)行了大幅的提升。最后，論文通過懸停試驗(yàn)驗(yàn)證了姿態(tài)控制器的控制精度；通過抗干擾能力試驗(yàn)驗(yàn)證了姿態(tài)控制器的穩(wěn)定性；通過信號(hào)跟蹤試驗(yàn)驗(yàn)證了姿態(tài)控制器的跟蹤性能；通過高度控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了高度控制器的控制性能；通過視頻跟蹤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了六旋翼無(wú)人機(jī)整體控制架構(gòu)的合理性與有效性。關(guān)鍵詞：六旋翼無(wú)人機(jī)；PID；多
3、環(huán)路控制；數(shù)據(jù)融合VI哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractHex-rotorisonekindofsmallunmannedaerialvehicles(SUAV)whichhavetheabilityofverticaltake-offandlanding(VTOL）.Itgetsthrustbycontrollingsixrotorswithpropellerswhicharedividedinto3groupsofcoaxialrotors.Itsattitudeiscontrolledbyregulatingthespinningspeedoftherotorswhic
4、hinturnmakesitspositioncontrollable.Thehex-rotorhasmultipleadvantagessuchastheabilityofverticaltake-offandlanding,goodmobilityandhighreliability.Therefore,thehex-rotorhasbroadapplicationprospectsandenormousvalueofresearch.Firstly,theflyingprinciplewasdividedintofourmainmodesofmotionandanalyzedsepar
5、ately.Thedynamicmodelofthehex-rotorSUAVwasdeducedwithsomenecessarysimplifications.Then,thecontrolsystemhardwarewasbuiltusinghigh-precisionsensors.Theworkofdebuggingthehardwareandprogrammingthedriverswasalsodone.Inthefollowing,themaincontrolschemewasproposedwhichcomposedofthreemaincontrollers:positi
6、oncontroller,heightcontrollerandattitudecontroller.Acompletesolutiontoreducethenoiseinthegyroscopeandaccelerometercausedbyvibrationwasproposedincludingmechanicalanti-vibrationmethodandadigitalfiltercalledalpha-betafilter.Anewmethodoffusingthedatafromultrasonicsensor,barometerandaccelerometerwasprop
7、osedinthepaper.Experimentwasconductedtoprovetheeffectivenessofthefusionmethod.Anoptimizedthrustdistributionmethodwasalsointroducedtomaintaintherobustnessofthesystem.Sometechnologywasalsointroducedtokeepther
